塑料球压痕硬度试验.doc

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1、塑料球压痕硬度试验(一)实验目的　　掌握塑料球压痕硬度试验方法，了解球压痕硬度计的结构原理和使用方法(二)实验原理　　塑料球压痕硬度试验是把规定直径的钢球在试验负荷作用下，垂直压入试样表面并保持一定时间后，在负荷下测量压痕深度，并求出压痕面积，以单位面积上承受的力(国际标准单位：N／mm2，非标准单位：kg／mm2)来表示硬度大小的试验。压痕深度可以在仪器的指示表盘上直接读得，钢球的压入情况如图1所示。(三)实验仪器及试样1．实验仪器　　球压痕硬度计的结构如图２所示，主要由机架、压头、加荷装置、压痕深度、指示仪表等组成，各机构的技术要求如下。图１　球压

2、痕硬度试验示意图(1)硬度计的机架为刚性结构，在最大负荷下，沿轴线方向的变量不大于0.05mm，机架上带有或升降的工作台。(2)升降工作台的中心轴线与压头主轴线的同轴度不大于0．2mm。(3)主轴线与升降工作台面垂直，偏差不大于0．2％。(4)硬度指示值准确度为土4％。(5)压头为淬火抛光的钢球，直径为5mm，公差±0．5％以内，硬度800Hv。(6)加荷装置包括加荷杠杆、砝码和缓冲器，通过调配砝码可对压头施加下列负荷：初负荷为：9．8N(1kg)各级负荷允许误差均为土1％。图２　球压痕硬度计结构示意图缓冲器的作用是保证压头对试样平稳无冲击加荷。(7)压

3、痕深度指示仪表为测量压头压入深度的装置，在0一0．5mm测量段内，精度为0．005mm。(8)计时装置能指示试验负荷全部加入后读取压痕深度的时间，计时量程不小于60s，准确度为±5％。2．实验试样(1)试样的外观应是平整、光滑、无气泡、厚度均匀、无机械损伤及杂质等。(2)试样尺寸50mm×50mm×4mm或φ50mm×4mm。测量时，测量点中心与试样边缘距离不小于10mm，各测量点中心之间的距离不小于10mm。(四)实验步骤(1)按GB／T1039—92中的规定检查和处理试样，并按GB2918—82调节试验环境。(2)检测各负荷下机架的变形量。由于在负荷

4、下，机架也产生微量变形，从而使压痕深度指示值大于实际压痕深度，这样就必须定期检查各级负荷下机架的变形量。测定时卸下压头，升起工作台位其与主轴接触，加上初负荷，调节深度指示仪表为零，再加上试验负荷，直接由压痕深度指示仪表中读取相应负荷下机架变形量h2(mm)。(3)根据材料硬度，选择适宜的试验负荷，装上压头，并把试样放在工作台上、使测试表面与加荷方向垂直，无冲击加上韧负荷后，把深度指示仪表调到零点。(4)在2一３s内将所选择适宜的负荷平稳加到试样上，保持负荷30s，立即读取压痕深度h1(mm)。(5)必须保证压痕深度在0．15一0．35mm的范围内，若压痕

5、深度不在规定范围内，则应改变试验负荷，使达到规定的深度范围。(6)每组试样不少于两块，测量点数不少于10点。(五)实验结果及数据处理1.球压痕硬度值按下式计算。式中　　H——球压痕硬度，N／mm２F——试验负荷、ND一一钢球直径，mmh一—校正机架变形后的压痕深度，mmh＝h1—h2hl——试验负荷下钢球的压入深度，mmh2——仪器在试验负荷下机架变形量，mm2.试验结果以一组试样的算术平均值表示，取三位有效数字。3.标准偏差可按下式计算。式中X——单个试样测定值——一组试样测定结果的算术平均值n一一测定试样个数(六)实验报告或实验记录的内容• 被测试材

6、料的名称、规格、来源及生产厂家。• 试样的形状、尺寸和制备方法。• 试验温度、湿度、状态调节时间及试验负荷。• 试验次数及没有达到规定压痕深度范围的测量次数。• 球压痕硬度的平均值和标准偏差。• 试验日期、试验人员。(七)注意事项• 试验时，必须保证所施加作用力与试样表面垂直，试样支承面必须与工作台面接触良好，试验过程中加荷应平稳，不得有任何冲击和振动。• 安装压头或更换工作台应先预检几次，使仪器处于良好工作状态，方可进行正式硬度试验。• 在施加韧负荷时，工作台仅允许向上移动，直至初负荷施加完毕，不允许中途退回再向上移动，如上升时已超过允许偏移量，则下降

7、工作台，检查原因。• 被测试材料的硬度，必须在仪器测量范围内。若未知材料的硬度范围，对负荷的选择应由小到大，逐级增加。(八)思考题• 叙述塑料球压痕硬度试验原理。• 何谓初负荷和试验负荷?• 为什么对试样加上初负荷和试验负荷后读取硬度值都有时间要求?对未知硬度范围的材料，选择试验负荷时为什么应从小到大逐级项试选择?