金属的硬度测试

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1、金属的硬度测试一、实验目的1.了解布氏、洛氏的构造原理2.掌握布氏、洛氏测定方法及应用范围3.了解影响硬度的因素。二、实验原理1、布氏硬度试验布氏硬度是在直径为D（毫米）的淬火钢球上施加规定的负荷P（公斤力）,压入试样表面办（如图1）,保持一定时间后卸载荷，以压痕表面积F除所承受的平均压力之商值来表示布氏硕度值，符号为HB,计算公式是.HB=P/F=急试验时应根据材料的预期硬度值。并考虑试样的厚度，按国家标准GB231〜63中的试验规范来选择钢球直径D,载荷P和加载时间t,测得压痕直径d后按上式计算或查表。试验时

2、为防止压痕周围因塑性变形产牛形变硬化而影响试验结果，一般规定压痕中心距试样边缘距离应不小于压痕直径的2.5倍，相邻两压痕中心的距离应不小于压痕直径的呢4倍.对于硬度低的材料此距离还应增大。为使压痕清晰以保证测量精确，试样表面应尽可能光洁。试样表面的压痕直径用读数显微镜测量，应从相互垂直的方向各测一次，取其算术平均值，其测量精确度。当用直径为10毫米或5毫米的钢球试验时为0.02毫米，当用直径为2.5毫米钢球吋应达到0.01毫米。布氏硬度广泛用于各种退火状态下的钢材、铸铁、有色金属的试验，也用于经调质处理及硕度小于

3、HB450的机器零件的硕度实验。2、洛氏硬度试验洛氏硬度是在先后两次施加载荷（初载荷匕及主载荷PJ的条件下，将标准压头（金刚石圆锥体或小钢球）压入试样表面来进行的。图2为测定洛氏便度的原理图。0—0为金刚石压头没有和试样接触时的位置，1—1为加上初载荷Po后压头压入试样深度为hl的位置；2一2为加上总载荷P（P=P°+PJ后压头压入试样深度为h2的位置；3-3为卸主载荷R（但仍保留初载荷P。），由于试样弹性变形的恢复，压头深度为h3的位置。由图可见，压头受主载荷P1作用实际压人深度h=h3-hl，此值被用来衡量金

4、属的软硬程度，以HR表示，其计算公式为.HR=用金刚石压头时K=0.2毫米，黑色表盘刻度指示其值。用钢球压头时K=0.26毫米，红色表盘刻度指示其值，采用不同的压头的总载荷组合作试验时得到的几种不同的洛氏硬度标度。其屮最常用的是IIRA、IIRB、和IIRC三种，其试验规范及应用范围参考书。为保证试验精度，试样的试验面和支承面必须平整、洁净、没有油脂、氧化皮、裂纹、凹坑、明显的加工痕迹以及其他污物。试样表面加工时应避免受热软化或形变硬化。试样应能稳定地放在工作台上，在试验中不应有滑动和变形，并保证所加的载荷与实验

5、面垂直。压痕中心距试样边缘的距离及两相邻压痕中心的距离不应小于3毫米，测定每一试样的硬度一般不少于三点，取其平均值。在圆柱形或球形表面上进行洛氏硬度试验时硬度值偏低，须按有关曲线进行校正。几种常用硬度值的换算表以及硬度值与抗拉强度的关系可查阅相关对照表。1、设备、仪器：(1)读数显微镜、各种标准硬度块。(2)刚玉砂纸(180#、200#)o(3)淬火钢件(4)铝合金试件(5)HR-150A型洛氏硬度计(6)HB-3000型布氏硬度计四、实验步骤(1)熟悉各种硬度计的构造原理、操作方法及注意事项。(2)测定硕度前用

6、标准硕度块校验硕度计的示值误差。(3)在布氏硬度计上测定铝合金的HB值，试验结果列表记录。(4)在洛氏硬度计上测定45钢试样的HRC值，试验结果列表记录五、实验报告要求1、简述试验目的。2、实验设备及实验材料3、实验原理4、实验方法及步骤5、填写硬度检验报告硬度检验报告检件名称检件编号检件材质报告编号检验项目检验部位设备型号检验数量委托单位检件简图检件编号测点测点测点平均值12检验人审核报告日期：年月日附表1布氏硬度钢球直径、负荷大小及保荷时间对照表金属种类布氏硬度值范ffl(HB)试样厚度(mm)负荷P与钢球直

7、径D的相互关系钢球直径(mm)负荷P(KGF)保荷时间(s)黑色金属104503~6P二30/103000102~45750<22.5187.5<140>6P=10D2101000103~65250有色金属>1303~6P二30/103000302~45750<22.5187.536~1303~9P=10D2101000303~65250旷36>6P二2.5D21025060附表2压痕直径与布氏硬度及相应洛氏硕度对照表dio2d34d2.5HBHRdio2ch4d2.5HBHR30D210D22.5D2HRbHR

8、Chra30D210D22.5D2HRbHRChra2.302.3571268267658584QLO

9、0000ooco125524884.982.621.220.7262564632.4063563833.9024180.420.110024632.4562761823.9523578.319.69923622.5060159814.0022976.319.198226