【精品】材料的布洛维硬度的测量.doc

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1、专业实验（1）+:布洛维硬度试验讲义%1.实验目的掌握布洛维碾度的基本原理；熟悉布洛维硕度测量的基本方法和步骤；了解各种硕度试验方法的特点、应用范围及选用原则；熟悉硬度计的使用。二、预习要求实验前预习实验原理，撰写预习报告。三、仪器设备布洛维光学硬度计（一）金属布氏硬度实验原理布氏碾度试验的原理是用i定直径D（单位为mm）的硕质合金球，施以相应的试验力F（单位为kgf或N）压入试样表面（图2）,经规定保持吋间t（单位为s）后卸除试验力,试样表而将残留压痕（图lb）。测量压痕平均直径d（单位为mm）,求得压痕球形表而积S（mm2）o布氏硬度值（HB）就是试验力F除以压痕球形表面积S所得的商

2、。英计算公式如下:当试验力F的单位为kgf时hr=£=2£(1)(2)S7rD(D-^D2-d2)当试验力F的讥位为N吋TTD_01O2F—0.204FS兀dS-cP)通常布氏硬度值不标岀单位。图1布氏硬度试验原理图a）钢球床入试样表面b）试样表面残留压痕布氏硬度的符号用HBW表示。符号HBW之前书写硬度值，符号后面按下列顺序用数值表示试验条件：球体直径（mm）/试验力（以Kgf表示）/试验力保持时间（10〜15s不标注）。例如,350IIBW10/1000/30表示用直径为10mm的硬质合金球在lOOOKgf（9.807kN）试验力作用下,保持30s测得布氏硬度为350。又如,600H

3、BW1/30即表示用直径为lmm的硬质合金球在了30kgf以（294.2N）试验力作用下，保持10〜15s测得的布氏硬度值为600。图2压痕相似原理对于材料相同而厚薄不同的工件，为了测得相同的布氏硬度值，在选配压头直径D及试验力F时，应保证得到几何相似的压痕（即压痕的压入角4）保持不变），如图2所示。为此，应使：=右=常数附表1为不同条件下的实验力。1.实验力及球体直径的选择实验力的选择应保证压痕直径d在0.24〜0.6D之间。实验力一压头直径平方的比率（0.102F/F）应根据材料和硬度值选择，见附表2。球体直径D规定有四种:10、5、2.5和limn。主要根据试样厚度来选择。为了反映

4、试样尽量大面积上的硬度值，应在试样厚度允许的前提下，尽量选择大直径球体压头进行实验。试样厚度至少为压痕深度的8倍。附农3列出压头克径（D）、压痕平均直径（d）与试样最小厚度（mm）的关系，可用于根据试样厚度选择斥头直径，也可用于确定试样最小厚度。F/D'比值规定有六种：30、15、10、5、2.5和1。主要根据试样的材料及其硬度范围，按照表1—2來选择n当球体直径D及F/D吐匕值确定后）试验力F也就随之被确定了。2.试验力保持时间t的选择试验力保持时间因试样材料的硬度而不同。对于黑色金属为10〜15s；对于有色金属为30±2s；对于〈35HBS的材料为60±2s。3.实验一般在10-35

5、°C室温进行。4.实验期间，硬度计不应受到影响实验结果的冲击和震动。5.试样应放置在刚性支撐物上，试样背而和支撑物之间应保持清洁。6.任一压痕中心跖试样边缘的跖离至少为压痕平均直径的2.5倍。两相邻压痕中心间距离至少为压痕直径的3倍。7.应在两相互垂直的方向测量压痕青径，用两读数的平均值计算硬度值。(%1)金属维氏硬度实验原理维氏硬度的试验原理与布氏硬度类似，也是根据压痕单位面积所承受的试验力来计算硬度值。所不同的是维氏硬度试验的压头不是球休而是两对面夹角a为136°的金刚石四棱锥体。其试验原理如图3所示。压头在试验力F(单位为kgf或N)作用下，将试样衣面压出一个四方锥形的压痕，经规定

6、保持吋间后，卸除试验力，测量出压痕对角线平均长度d(d=(di+dj/2),用以计算压痕的表面积。维氏硬度值(HV)就是试验力F除以压痕表面积S所得的商值。计算公式如下：当试验力下的单位为kgf时HV=i=阿"号6。⑵=1.8544鸟(3)当试验力下的单位为N吋HV二峠^=0・204顾：(136。⑵=0.1891刍(4)与布氏硬度值一样，维氏硬度值也不标注单位。维氏硬度值的衣示方法是：在HV前书写硬度值,HV后面按顺序用数字表示试验条件(试验力/试验力保持时

7、'可)(保持时间为10〜15s者不标注)。例如,640Hv30表示用30kgf(294.2N)试验力保持10-15s测得的维氏硬度

8、值为640,640Hv30/20表示用30kgf(294.2N)试验力保持20s测得的维氏硬度值为640。维氏硬度试验的试验力为5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)和100(980.7)kgf(N)六个档次。特殊情况下也可使用大于lOOkgf的载荷。实验力可根据试样材料的硬度及厚度來选择。试样和试样厚度至少应为压痕対角线长度的1.5倍(见附表4)。1.实验一般在10-35°