硬度測試實(shí)驗報告

1、硬度測試實(shí)驗報告硬度測試實(shí)驗報告篇一：硬度測量實(shí)驗報告硬度測量實(shí)驗報告一、實(shí)驗?zāi)康?. 了解常用硬度測量原理及方法；2. 了解布氏和洛氏硬度的測量范圍及其測量步驟和方法；二、實(shí)驗設(shè)備洛氏硬度計、布洛維硬度計、軸承、試塊三、實(shí)驗原理1. 硬度是表示材料性能的指標(biāo)之一，通常指的是一種材料抵抗另一較硬的具有一定形狀和尺寸的物體（金剛石壓頭或鋼球）壓入其表面的阻力。由于硬度試驗簡單易行，又無損于零件，因此在生產(chǎn)和科研中應(yīng)用十分廣泛。常用的硬度試驗方法有：洛氏硬度計，主要用于金屬材料熱處理后的產(chǎn)品性能檢驗。布氏硬度計，應(yīng)用于黑色、有色金 屬材料檢驗，也可測一般退火、正火后試件的硬度。 2. 洛氏硬度洛氏

2、硬度測量法是最常用的硬度試驗方法之一。它是用壓頭在載荷作用下，壓入材料的塑性變形濃度來表示的。通常壓入材料的深度越大，材料越軟；壓入的濃度越小，材料越硬。下圖表示了洛氏硬度的測量原理。圖：未加載荷，壓頭未接觸試件時的位置。2-1：壓頭在預(yù)載荷p0作用下壓入試件深度為h0時的位置。h0包括預(yù)載所相起的彈形變形和塑性變形。2-2：加主載荷p1后，壓頭在總載荷p= p0+ p1的作用下壓入試件的位置。2-3：去除主載荷p1后但仍保留預(yù)載荷p0時壓頭的位置，壓頭壓入試樣的深度為h1。由于p1所產(chǎn)生的彈性變形被消除，所以壓頭位置提高了h，此時壓頭受主載荷作用實(shí)際壓入的濃度為h= h1- h0。實(shí)際代表主

3、載p1造成的塑性變 形深度。 h值越大，說明試件越軟，h值越小，說明試件越硬。為了適應(yīng)人們習(xí)慣上數(shù)值越大硬度越高的概念，人為規(guī)定，用一常數(shù)k減去壓痕深度h的數(shù)值來表示硬度的高低。并規(guī)定為一個洛氏硬度單位，用符號hr表示，則洛氏硬度值為：hr?k-h3.布氏硬度布氏硬度的測定原理是用一定大小的試驗力f把直徑為d（mm）的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測金屬的表面，保持規(guī)定時間后卸除試驗力，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕平均直徑d，然后按公式求出布氏硬度hb值，或者根據(jù)d從已備好的布氏硬度表中查出hb值。測量范圍為8650hbw由于金屬材料有硬有軟，被測工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標(biāo)準(zhǔn)的試驗力f和壓頭

4、直徑d，就會出現(xiàn)對某些工件和材料的不適應(yīng)的現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中進(jìn)行布氏硬度試驗時， 要求能使用不同大小的試驗力和壓頭直徑，對于同一種材料采用不同的f和d 進(jìn)行試驗時，能否得到同一的布氏硬度值，關(guān)鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可建立f和d的某種選配關(guān)系，以保證布氏硬度的不變性。特點(diǎn)：一般來說，布氏硬度值越小，材料越軟，其壓痕直徑越大；反之，布氏硬度值越大，材料越硬，其壓痕直徑越小。布氏硬度測量的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的測量精度，壓痕面積大，能在較大范圍內(nèi)反映材料的平均硬度，測得的硬度值也較準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)。 四、實(shí)驗內(nèi)容1. 測量滾動軸承表面洛氏硬度值使用洛氏硬度計對軸承外圈進(jìn)行硬度測定，記錄相關(guān)測量數(shù)

5、據(jù)：加載力（kgf）= 1471 n2. 測量試塊表面布氏硬度值在布洛維硬度計上，使檔位調(diào)至布氏硬度測定檔，試塊進(jìn)行表面硬度測定，記錄相關(guān)測定數(shù)據(jù)： 加載力（kgf）= 980 n hb?2p?d22五、思考題1. 測量硬度前為什么要進(jìn)行打磨？答：測試樣品與工作臺的接觸面不平。按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t ，洛氏硬度值=100-h/，式中h為洛氏硬度計壓頭壓入樣品的深度，也就是說每毫米或2微米代表1hrc硬度單位，因此被測試樣品與工作臺接觸面的平整度將對測試結(jié)果產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)試樣底面不平時，載荷完全施加時只要試樣因為不平整而導(dǎo)致輕微的偏轉(zhuǎn)，就可能使壓頭多向下移動幾個微米，測試結(jié)果就可能引起1-5h

6、rc的誤差，甚至更大。因此，測試前被測樣品的底面必須用機(jī)械加工（如磨床）或手工方法（如砂紙打磨）磨平，以減小測試誤差。2. hrc、hb和hv的試驗原理有何異同?答：1.布氏硬度以一定的載荷把一 定大小的淬硬鋼 球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值，單位為公斤力/mm2 。 2.洛氏硬度當(dāng)hb450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120的金剛石圓錐體或直徑為、的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：hra：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的

7、硬度，用于硬度極高的材料。hrb：是采用100kg 載荷和直徑淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料。hrc：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。 3 維氏硬度以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度hv值。 3. hrc、hb和hv各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？各自適用范圍是什么？舉例說明hrc、hb和hv適用于哪些材料及工藝？ 答：布氏硬度（hb）適用于退火正火鋼，壓痕大，適用于硬度不均勻材料，不適用于薄料。硬度值應(yīng)在有效測量范圍內(nèi)（hrc為20-70）為有效；布氏硬度計多用于原材料和半成品的檢

8、測，由于壓痕較大一般不用于成品檢測。一般hbs只適用于450n/mm2以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄材料不適用；維氏硬度適用于較大工件和較深表面層的硬度測定，小負(fù)荷維氏硬度試驗負(fù)荷篇二：金屬材料的硬度試驗實(shí)驗報告實(shí)驗五硬度實(shí)驗一實(shí)驗?zāi)康?了解硬度測定的基本原理及應(yīng)用范圍。2了解布氏硬度實(shí)驗機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及操作方法。二概述硬度是指材料對另一較硬物體壓入表面的抗力，是重要的機(jī)械性能之一。 它是給初級金屬材料軟硬程度的數(shù)量概念，硬度值越高，表明金屬抵抗塑性變形能力越大，材料產(chǎn)生塑性變形就越困難，硬度實(shí)驗方法簡單，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、

9、洛氏硬度和維氏硬度等。1布氏硬度（hb） （1）布氏硬度實(shí)驗的基本原理布氏硬度實(shí)驗是以一定直徑的鋼球施加一定負(fù)荷p，壓入被測金屬表面（如圖1所示）保持一定時間，然后卸荷，根據(jù)金屬表面的壓痕面積f求應(yīng)力值，以此作為硬度值的計量指標(biāo)，以hb表示，則（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5-1（b） 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)已知的d和p值計算出hb值。在實(shí)際測量時，可

10、根據(jù)hb、d、p、d的值所列成的表，若d、p已選定，則只需用讀數(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，若采用同一種負(fù)荷（如3000kgf）和鋼球直徑（如10mm）時，則對硬的金屬適合，而對軟的金屬就不合適，會使整個鋼球陷入金屬中；若對厚的工件適合，而對薄的金屬則可能壓透，所以規(guī)定測量不同材料的布氏硬度值時，要有不同的負(fù)荷和鋼球直徑，為了保持統(tǒng)一的，可以相互進(jìn)行比較的數(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5-1（b）可知： （5-4）

11、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，為使hb值相同，p/d2也應(yīng)保持為一定值，因此對同一材料而言，不論采用何種大小的負(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。對不同材料，所測得的hb值也可進(jìn)行比較。p/d2比值有30、10、2 .5三種，其試驗數(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（2）布氏硬度試驗的技術(shù)要求1）被測金屬表面必須平整光潔。2）壓痕距離金屬邊緣應(yīng)大于鋼球直徑，兩壓痕之間距離應(yīng)大于鋼球直徑。3）hb 450的金屬材料不得用布氏試驗機(jī)測定。4）用讀數(shù)測微尺測量壓痕直徑d 時，應(yīng)從相互垂直的兩個方向上測量， 然后取 其平均值。5）查表時，若使用的是5、的鋼球時，則應(yīng)分別以2和4倍壓痕直徑查閱。6）為了表明試驗條件，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）布氏硬度試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作hb-3000