硬度-平衡组织试验.doc

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1、实验名称：一、实验目的1、了解布氏硬度计和洛氏硬度计的大致结构和实验原理，初步掌握布氏硬度和洛氏硬度的测定方法。2、能够根据材料的种类、试样的厚度等大体确定硬度范围，选择硬度测试方法。二、实验原理1、布氏硬度用试验力F将直径为10mm、5mm或0.5mm的淬火钢球或硬质合金球压入被测定的试样表面，保持一定时间，卸除试验力后在试样的表面留下一个球形压痕。测量压痕的直径并计算压痕球形表面积A，布氏硬度定义为试验力F除以压痕球形表面积A所得的商。HBS（或HBW）=式中F——试验力（N）；A——压痕球形表面积（mm2）；D——钢球直径（mm）；d——压

2、痕直径（mm）。在实际测量硬度时，通常用读数显微镜测出压痕直径，取其算术平均值，再查对照表得出所得该试样的硬度值。表1压头球直径、试验力及试验力保持时间金属种类布氏硬度值范围HBS（HBW）试样厚度mm0.102F/D2压头球直径Dmm试验力KN试验力保持时间s黑色金属140～4506～34～2<23010.05.02.529.427.3551.83912<140>66～31010.05.09.8072.54212有色金属>1306～34～2<23010.05.02.529.427.3551.8393036～1309～36～31010.05.09

3、.8072.542308～35>62.510.02.542602、洛氏硬度洛氏硬度试验是用金刚石圆锥体或淬火钢球作为压头，在初始试验力及总试验力的先后作用下，将压头压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量计算硬度值的一种压入硬度测试方法。硬度值计算公式如下：式中K——常数（金刚石压头K取100，淬火钢球压头K取130）；e——残余压痕深度增量（mm）。指导教师日期在实际测量硬度时，硬度计表盘上的数字已经按计算公式将e转换成洛氏硬度值。测试试样硬度值时直接从表盘读取数值即可。洛氏硬度常用标尺有A、B、C三种。三、实验

4、设备及材料1、实验设备实验设备为布氏硬度计、洛氏硬度计和读数显微镜。2、实验材料硬度试验用试样为退火状态下的20钢、45钢、T8钢和T12钢。四、实验方法及步骤1、布氏硬度的实验方法及步骤（1）试样的两平面要平行，表面光洁，保证压痕清晰，测量结果准确。（2）压头球直径、试验力和试验力保持时间按表选择。（3）将试样放在硬度计试验台上，按顺时针方向转动升降手轮，试台上升至试样与压头接触，使手轮产生相对滑动为止。（4）打开电源开关，电源指示灯亮，此时启动加力开关，同时迅速拧紧压紧螺钉，使圆盘随曲柄一起回转至自动反向和停止转动为止，加力指示灯熄灭，试验力

5、自动卸除。（5）逆时针转动升降手轮，取下试样，用读书显微镜测量压痕两个相互垂直方向的直径并取其算术平均值，根据这个值查表，即得到布氏硬度值，并做好记录。试样的硬度一般取三次的平均值。（6）试样的最小厚度应不小于压痕深度的10倍。若试验后试样边缘及背面出现变形痕迹，则认为试验无效，此时应选用直径较小的钢球压头及相应的试验力重新试验。（7）试验后压痕直径的大小应在0.25-0.6D范围内，否则应选择相应的试验力重新试验。压痕中心到试样边缘的距离应不小于压痕直径的2.5倍，相邻两压痕中心距离应不小于压痕直径的4倍。2、洛氏硬度的实验方法及步骤（1）在硬

6、度计试台上放置一个试样，转动升降手轮，升降丝杠上升，试样接近压头，此时应注意试台上的试样不能撞击压头，慢慢让试样接触压头，并顶至测量指示器的大指针转动两圈，小指针从黑点转动红点，试样即获得初始试验力。获得初始试验力的动作要一次完成，中间不要有停顿现象。（2）获得初始试验力后，测量指示器的大指针应处于铅垂方向左右5个HR刻度的范围内，若超出此范围应重复一次操作过程。（3）转动指示器调节旋钮，使指示器刻盘上的“O”（或B点）对准大指针。转动变荷手轮预先选好的所需试验力值。（4）按下启动按钮，硬度计即自行加试验力，自行保持一定时间后卸除试验力，指示器大

7、指针指示出洛氏硬度测量值，做好记录。（5）在操作过程中，调整试验力保持时间调节旋钮至要求数值。完成一次测量后，降下升降丝杠。移动试样，在另一位置继续进行试验，前后共测三点，然后求出算术平均值作为试验最后的硬度值，做好记录。（6）试样表面应精细制备，使其平整、光洁，表面不带有油脂、氧化皮、明显的加工痕迹、凹坑等。（7）两相邻压痕中心间距至少应为压痕直径的4倍，且不得小于2mm。任一压痕中心距离试样边缘至少应为压痕直径的2.5倍，且不得少于1mm。五、实验结果及分析1、试验原始数据及处理指导教师日期d1d2d3HB试样类型HR2045T8T122、试

8、验分析（1）布氏硬度：特点是试验数据准确、稳定、压痕较大，但测试较麻烦，工作效率低。由于压痕较大，不宜测试薄件或成品件的硬度测试。应用于