金屬材料的硬度試驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)五 硬度實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 理解硬度測定的根本原理及應(yīng)用范圍。2 理解布氏硬度實(shí)驗(yàn)機(jī)的主要構(gòu)造及操作方法。二概述硬度是指材料對(duì)另一較硬物體壓入外表的抗力，是重要的機(jī)械性能之一。它是給初級(jí)金屬材料軟硬程度的數(shù)量概念，硬度值越高，說明金屬抵抗塑性變形才能越大，材料產(chǎn)生塑性變形就越困難，硬度實(shí)驗(yàn)方法簡單，操作方便，出結(jié)果快，又無損于零件，因此被廣泛應(yīng)用。測定金屬硬度的方法很多，有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。1 布氏硬度HB1布氏硬度實(shí)驗(yàn)的根本原理布氏硬度實(shí)驗(yàn)是以一定直徑的鋼球施加一定負(fù)荷P，壓入被測金屬外表如圖1所示保持一定時(shí)間，然后卸荷，根據(jù)金屬外表的壓痕面積F求應(yīng)力值，以此作為硬度值的計(jì)量

2、指標(biāo)，以HB表示，那么 5-1式中：P負(fù)荷kgf； D鋼球直徑mm h壓痕深度mm圖5-1 布氏硬度實(shí)驗(yàn)原理圖由于測量壓痕d要比測量壓痕深度h容易，將h用d代換，這可由圖5-1b中的Oab關(guān)系求出： 5-2將式5-2代入式5-1即得： 5-3式5-3中，只有d是變數(shù)，所以只要測量出壓痕直徑，就可根據(jù)的D和P值計(jì)算出HB值。在實(shí)際測量時(shí)，可根據(jù)HB、D、P、d的值所列成的表，假設(shè)D、P已選定，那么只需用讀數(shù)測微尺將實(shí)際壓痕直徑d放大10倍的測微尺測量壓痕直徑d，就可直接查表求得HB值。由于金屬材料有硬有軟，所測工件有厚有薄，假設(shè)采用同一種負(fù)荷如3000kgf和鋼球直徑如10mm時(shí)，那么對(duì)硬的金屬

3、適宜，而對(duì)軟的金屬就不適宜，會(huì)使整個(gè)鋼球陷入金屬中；假設(shè)對(duì)厚的工件適宜，而對(duì)薄的金屬那么可能壓透，所以規(guī)定測量不同材料的布氏硬度值時(shí)，要有不同的負(fù)荷和鋼球直徑，為了保持統(tǒng)一的，可以互相進(jìn)展比較的數(shù)值，必須使P和D之間保持某一比值關(guān)系，以保證所得到的壓痕形狀的幾何相似關(guān)系，其必要條件就是使壓入角保持不便。由圖5-1b可知：5-4將式5-4代入式5-3得： 5-5式5-5說明，當(dāng)值為常數(shù)時(shí)，為使HB值一樣，P/D2也應(yīng)保持為一定值，因此對(duì)同一材料而言，不管采用何種大小的負(fù)荷和鋼球直徑，只要滿足P/D2=常數(shù)，所得的HB值都是一樣的。對(duì)不同材料，所測得的HB值也可進(jìn)展比較。P/D2比值有30、10、

4、2 .5三種，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用范圍可參考表5-1。表5-1 各種負(fù)荷、壓頭及應(yīng)用范圍材料種類布氏硬度范圍試樣厚度mm負(fù)荷P與鋼球直徑D之間的關(guān)系鋼球直徑Dmm負(fù)荷Pkgf負(fù)荷持續(xù)時(shí)間秒鋼鐵黑色金屬140-45066-33P=30D21052.53000750187.510同上66-366-366-33P=2.5D21052.525062.515.6602布氏硬度試驗(yàn)的技術(shù)要求1 被測金屬外表必須平整光潔。2 壓痕間隔 金屬邊緣應(yīng)大于鋼球直徑，兩壓痕之間間隔 應(yīng)大于鋼球直徑。3 HB 450的金屬材料不得用布氏試驗(yàn)機(jī)測定。4 用讀數(shù)測微尺測量壓痕直徑d時(shí)，應(yīng)從互相垂直的兩個(gè)方向上測量，然后取其平

5、均值。5 查表時(shí)，假設(shè)使用的是5、2.5mm的鋼球時(shí)，那么應(yīng)分別以2和4倍壓痕直徑查閱。6 為了說明試驗(yàn)條件，可在HB之后標(biāo)注D/P/T，如HB10/3000/10，即表示此硬度值是在D=100mm，P=3000kgf，T=10秒的條件下得到的。3布氏硬度試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造及操作HB-3000型布氏硬度試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造如圖5-2所示。它是利用杠桿系統(tǒng)將負(fù)荷加到金屬外表上的。加卸負(fù)荷都是自動(dòng)的。圖5-2 HB-3000布氏硬度試驗(yàn)機(jī)外形構(gòu)造圖試驗(yàn)時(shí)，將試樣置于試樣臺(tái)上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使試樣上升直到鋼球壓緊并聽到“卡一聲為止。按上電鈕，此時(shí)電動(dòng)機(jī)通過變速箱使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿下降，負(fù)荷通過吊環(huán)和杠桿系統(tǒng)施加于鋼球上，保荷一定時(shí)間后，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，連桿上升，卸除負(fù)荷，使杠桿及負(fù)荷恢復(fù)到原始狀態(tài)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)停頓運(yùn)轉(zhuǎn)，再反向回轉(zhuǎn)手輪，使試樣臺(tái)下降，取下試