材料硬度实验报告

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1、材料硬度实验报告比较常见的材料的硬度实验报告单篇二：硬度试验报告一、《工程材料学》实验实验一金属材料的硬度测试一、实验目的1．了解不同种类硬度测定的基本原理及应用范围；2．了解布氏、洛氏硬度实验的操作方法及设备特点；3．学会使用硬度计。二、实验原理金属材料的硬度可以认为是金属材料表面局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力，是表征材料性能的一个综合参量。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变

2、形就越困难。硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程度的相对数量概念。硬度的实验方法有十多种，基本可分为压入法和刻划法两大类。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等，它们只是一些不同的实验方法而已，没有什么必然的内在关系。压入法硬度实验有以下几方面的优点，导致它在生产和科研中的广泛应用：1、硬度实验设备简单，操作迅速方便；2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件，无须加工专门的试样，而且实验时一般不会破坏成品零件；3、作为一种综合的性能参量，硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系，从一定程度上，可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的

3、实验。如：金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系：бb=K*HB式中：бb—材料的抗拉强度；K—系数，取值见表一；HB—布氏硬度。表一系数K取值表45、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和控制冷热加工质量。（一）布氏硬度：布氏硬度实验是对试样施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入试样表面（如图1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在试样表面上所压出的凹痕面积F凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，用符号HB表示。计算公式如下：HB=P/F凹式中：HB—布氏硬度；P—施加外力，N；F凹—压痕面积，mm2。根据压痕面积和球面之比等于压

4、痕深度h和钢球直径D之比的几何关系，可以求出：F凹=πDh式中：D—压头直径，mm；h—压痕深度，mm。由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，而在数学表达式中可将h的改换成d来表示，这样，在实际测量时，可由压痕直径d直接查表得到HB值。当压头为淬火钢球时，硬度符号为HBS，适用于布氏硬度值低于450的金属材料；当压头为硬质合金球时，硬度符号为HBM的金刚石锥体或直径D=1.588mm的淬火钢球。试验时先对试样施加初试验力F0，在金属表面得一压痕深度h0，以此作为测量压痕深度的基线，随后再施加主试验力F1，此时压痕深度的增量为h1。金属在F1作用下产生的总变形h1中包括弹性

5、变形和塑性变形。当卸载后，总变形中的弹性变形恢复，使压头回升一段距离，于是得到金属在F1作用下的残余压痕深度h（将此压痕深度h表示成e，其值以0.002为单位表示）。e值越大表示金属洛氏硬度越低，反之，则表明硬度越高。为了照顾习惯上数值越大硬度越高的概念，用一常数k减去e来表示洛氏硬度值，并以符号HR表示，即：HR=k—e当使用金刚石圆锥体压头时，常数k定为100；当使用淬火钢球压头时，常数k定位130。实际测量洛氏硬度时，由于在硬度计的压头上方装有百分表，可直接测量出压痕深度，并可直接按上式换算出相应的硬度值。因此，在实验过程中金属的洛氏硬度值可直接读出。为了测定软硬不同的

6、金属材料的硬度，在洛氏硬度计上可配有不同的压头与试验力，组合成几种不同的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在HR后注明。我国常用的标尺有A、B、C三种，其硬度值的符号分别用HRA、HRB、HRC表示。他们的试验条件、硬度值计算公式及应用实例如表二所示。表二洛氏硬度标尺试验条件、硬度值计算公式及应用实例1．硬度计。布氏、洛氏硬度计；2．3．4．读数显微镜。最小分度值为0.01MM；标准硬度块。不同硬度方法的标准二等硬度块各一套；试样。制备试样时表面应平整、光滑，不应有氧化皮和污物，并应避免由于冷热加工而影响表面硬度。四、实验方法及步骤1．了解硬度计的构造、原理、使用方法、操作规

7、程和安全注意事项。见图一、二；图一洛氏硬度计图二布氏硬度计压头和载荷（砝码），必要时根据试样形状更换实验台；2．对各种试样选择合适的实验方法和仪器，确定实验条件。根据实验和实验条件选择3．用标准硬度块校验硬度计。校验的硬度值不应超过标准硬度块硬度值的3%（布氏）或1~1.5%（洛氏）；4．试样支撑面、工作台和压头表面应清洁。将试样平稳地放在工作台上，保证在实验加载过程中不发生移动和翘曲。实验力平稳地加在试样上，不得造成冲击和震动，施力方向与试样表面垂直。保证载荷规定的时间，卸载后测量读数（布氏硬度）或直