工程材料及机械制造基础实验指导书.docx

《工程材料及机械制造基础实验指导书.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、工程材料及机械制造基础实验指导书班级：姓名：学号：南京农业大学工学院机械工程系机械制造教研室编2011年］0月实验一金属材料的硬度实验1实验二金相显微镜的使用和金相试样的制备9实验三铁碳合金平衡组织观察19实验四碳钢的热处理及显微组织观察25实验五合金钢、铸铁、有色金属显微组织观察33附表I压痕直径与布氏硬度对照表40附表II布洛维硬度换算表41工程材料及机械制适基础实验指导书实验一金属材料的硬度实验实验目的⑴了解硬度测定的基木原理和应用范围。⑵了解布氏、洛氏便度实验机的主要结构及操作方法。⑶掌握金属材料布氏、洛氏硬度的测量方法。二、实验原理硬度是金属材料力学性能指标中最常用的

2、指标乙一，表征金属材料在局部体积内抵抗变形或破裂的能力。金属材料的硬度虽然没有确切的物理意义，但是它不仅与材料的静强度、疲劳强度存在近似的经验关系，还与其冷成形性、切削性、焊接性等T艺性能问也存在某些关系。因此硬度值对于控制材料冷热加TT艺质量也有一定的参考意义。对于玻璃、陶瓷等脆性材料，硬度还与材料的断裂韧度存在一定的经验关系。此外，表面硬度和显微硬度实验反映了金属表面及局部范围内的力学行为，因此可以用于检验材料表面或鉴别微区组织。硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。压入法就是把一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表血，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕

3、越大，则材料越软；反Z,则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用硬度指标有布氏便度、洛氏硬度、维氏硬度。驶度实验是金属力学性能实验屮最迅速、最简单易行的方法，可对零件直接检验，损伤小，属于非破坏性实验。金属的硬度与强度指标之间有以下近似关系：如KHB式屮內一材料的抗拉强度值；HB—布氏硬度值；K—系数。退火碳钢K：0.34〜0.36；合金调质钢K=0.33〜0.35；有色金属合金K：0.33〜0.53。1布氏硬度金属布氏硬度实验按《金属布氏硬度实验方法》(GB/T231.1—2002)进行，其原理如图1・1所示，用一定直径的淬火钢球或硬质合金球，以规定负荷压入被测材

4、料表血，经规定保荷时间示卸除负荷，测量试样表面的压痕直径，计算试样上钢球压痕的球形面积所承受的平均压力(kgf/mmo)BU布氏驶度值，用HBS(淬火钢球)或HBW(硬质合金球)表示。因为压痕表面积等于h、钢球直径D于压痕深度h的乘积(S=nDh)o但由于压痕深度较难测量，所以将h转换为压痕直径d:即：HBS(或HBW)=2F(D-VD2-d2)HBS(W)=

5、=F>rDh式中：F为通过球压头施加在试样表Hlj上的负荷(kgf,1kgf=9.8N)；D为球压头的貞径(mm)；d为压痕直径(mm)。图1-1布氏駛度实验原理图当所用钢球压头肓径为10mm,在29.43kN(3000

6、kgf)负荷保持10s测定硬度时，其布氏硬度值以符号HBS表示，例如HBS400、HBS300等。在其他实验条件下，符号应在右下和注明球的直径，负荷大小及保持时间。例如：IOOHBS5/25O/3O表示5mm直径的钢球在2.45kN(250kgf)下保荷30s时所测得的布氏硬度值为100。表M布氏硬度实验规范材料硬度/HBS试样厚度/mmF/D2D/mmF/N载荷保持时间/S6〜31029400140〜4504〜2305735010钢铁材料<22.51837.5>6109800<1406~3105245010<32.5612.5铜合金及镁合金36〜130>66〜3<310105

7、2.598002450612.530铝合金及轴承合金8〜35>66〜3<32.51052.52450612.5152.886019诽丁程材料及机械制造基础实验指导书压头肓径、载荷大小及保持载荷的时间按表1—1选择。淬火钢球压头用于测定硬度小于450HBS的金属材料，硬质合金压头用于测定硕度小于650HBW的金属材料。常用的HB-3000型布氏硬度计的结构如图1・2所示，其操作使用方法如下所述。123456789101112图1-2HB—3000型布氏硬度计的结构图1—小杠杆；2—弹簧,3—压轴；4—主轴衬套；5—压头；6—可更换工作台；7—工作台立柱；8—螺杆；9—升降手轮：I

8、o—螺母；11—套筒；12—电动机；13—减速器，14—换向开关；15—祛-码；16—大杠杆；17—吊环：18—机体119—电源开关1-1安装压头与工作台按规定选择压头，用无酸汽油清洗其钢球沾附的防锈油，用棉花或质地较软的纱布擦拭干净后装入主轴衬套内，放置紧定螺钉使其轻轻压于压头固定杆Z扁平处，然后将工作台安装在丝杠上，再将试样平稳地、密合地安放在工作台上。此时转动手轮，使工作台缓慢上升，试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动，最后将压头紧定螺钉压紧于固定杆Z扁平处。1-2选择负荷按规定选