金屬材料硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)

1、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院school of material science and engineering CCUT21. 了解布氏硬度、洛氏硬度、顯微硬度的測(cè)量原了解布氏硬度、洛氏硬度、顯微硬度的測(cè)量原理；理；2. 掌握各種硬度測(cè)量?jī)x器的使用方法；掌握各種硬度測(cè)量?jī)x器的使用方法；3. 掌握不同金屬材料硬度差異及常用硬度測(cè)試方掌握不同金屬材料硬度差異及常用硬度測(cè)試方法。法。1. 布氏硬度儀、洛氏硬度儀、顯微硬度儀2.淬火45#鋼樣品、Q235鋼樣品4 1 1、布氏硬度測(cè)量、布氏硬度測(cè)量布氏硬度測(cè)量原理是將一定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗(yàn)力布氏硬度測(cè)量原理是將一

2、定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗(yàn)力壓入試樣表面經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試壓入試樣表面經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕的直徑。樣表面壓痕的直徑。 由壓頭球直徑D和測(cè)量所得的試樣壓痕直徑d可算出壓痕面積，即：: S= （2-1） 于是布氏硬度值可由以下式算出： 布氏硬度=常數(shù)試驗(yàn)力/壓痕表面積，即： （2-2） 上式中: ；D, d 單位為mm；F 單位為N。 221()2D DDd221()2DDDd2220.102()FHBWD DDd 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB231-84)規(guī)定布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，常用的0.102F/D的比例為30、10、2.5三種，根根據(jù)金屬材料的種類、試樣硬度范圍

3、和厚度的不同，據(jù)金屬材料的種類、試樣硬度范圍和厚度的不同，選擇試驗(yàn)壓頭（鋼頭）的直徑選擇試驗(yàn)壓頭（鋼頭）的直徑D、試驗(yàn)力、試驗(yàn)力F及保持及保持時(shí)間。時(shí)間。 布氏硬度測(cè)量法適用于鑄鐵、非鐵合金、各種布氏硬度測(cè)量法適用于鑄鐵、非鐵合金、各種退火及調(diào)質(zhì)的鋼材，不宜測(cè)定太硬、太小、太薄退火及調(diào)質(zhì)的鋼材，不宜測(cè)定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。 2、洛氏硬度、洛氏硬度 洛氏硬度測(cè)定時(shí)，需先后兩次施加負(fù)荷（初負(fù)荷和洛氏硬度測(cè)定時(shí)，需先后兩次施加負(fù)荷（初負(fù)荷和主負(fù)荷），施加初負(fù)荷的目的是使壓頭與試樣表面接觸良主負(fù)荷），施加初負(fù)荷的目的是使壓頭與試樣表面

4、接觸良好，以保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，加上好，以保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，加上10kgf初負(fù)荷后，此時(shí)壓初負(fù)荷后，此時(shí)壓入深度為入深度為h1，加上主負(fù)荷后，此時(shí)使壓入深度為，加上主負(fù)荷后，此時(shí)使壓入深度為h2，h2包括由加荷所引起的彈性變形和塑性變形。卸荷后，由于包括由加荷所引起的彈性變形和塑性變形。卸荷后，由于彈性變形恢復(fù)，壓頭提高某一位置，此時(shí)壓頭的實(shí)際壓入彈性變形恢復(fù)，壓頭提高某一位置，此時(shí)壓頭的實(shí)際壓入深度為深度為h3。洛氏硬度就是以主負(fù)荷所引起的殘余壓入深度。洛氏硬度就是以主負(fù)荷所引起的殘余壓入深度（h=h3-h1）來(lái)表示的。）來(lái)表示的。洛氏硬度試驗(yàn)常用的壓頭有兩種：一種是頂角為120的金剛石圓錐，

5、另一種是直徑為1”/16（1.588mm）的淬火鋼球。據(jù)金屬材料軟硬程度不同，可選用不同的壓頭和負(fù)荷配合使用，最常用的是HRA、HRB、和HRC。這三種壓頭、負(fù)荷及應(yīng)用范圍可參考相關(guān)資料。 3、顯微硬度 顯微硬度計(jì)是近年來(lái)常用測(cè)量硬度的設(shè)備。測(cè)量硬度是通過(guò)升降顯微硬度計(jì)的調(diào)焦機(jī)構(gòu)、測(cè)量顯微鏡、加荷機(jī)構(gòu)，正確選擇負(fù)荷、加荷速度進(jìn)行全自動(dòng)加卸試驗(yàn)力及正確控制試驗(yàn)力保持時(shí)間，通過(guò)顯微硬度計(jì)光學(xué)放大，測(cè)出在一定試驗(yàn)力下金剛石角錐體壓頭壓入被測(cè)物后所殘留壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度，來(lái)求出被測(cè)物硬度值。 顯微硬度適用于測(cè)定微小、薄形試件、表面滲鍍層、不同金相組織等試件的顯微硬度和測(cè)定玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石等脆性材料

6、的顯微硬度 適用范圍：熱處理、碳化、淬火硬化層，表面覆層，鋼，有色金屬和微小及薄形零件等.1、準(zhǔn)備淬火、準(zhǔn)備淬火45#鋼樣品和鋼樣品和Q235鋼樣品，將樣品待測(cè)試表面打鋼樣品，將樣品待測(cè)試表面打磨平整。磨平整。2、對(duì)淬火、對(duì)淬火45#鋼樣品進(jìn)行洛氏硬度測(cè)試，測(cè)試鋼樣品進(jìn)行洛氏硬度測(cè)試，測(cè)試5個(gè)點(diǎn)，計(jì)算平個(gè)點(diǎn)，計(jì)算平均值。均值。3、將、將Q235鋼測(cè)試布氏硬度，測(cè)試鋼測(cè)試布氏硬度，測(cè)試3個(gè)點(diǎn)，計(jì)算平均值。個(gè)點(diǎn)，計(jì)算平均值。4、將上述兩個(gè)樣品重新打磨拋光，進(jìn)行腐蝕。、將上述兩個(gè)樣品重新打磨拋光，進(jìn)行腐蝕。5、將上述兩個(gè)樣品進(jìn)行顯微硬度測(cè)試，測(cè)定馬氏體、鐵素體、將上述兩個(gè)樣品進(jìn)行顯微硬度測(cè)試，測(cè)定馬

7、氏體、鐵素體和滲碳體等不同組織的顯微硬度。和滲碳體等不同組織的顯微硬度。7、將實(shí)驗(yàn)測(cè)試值記錄在報(bào)告中，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。、將實(shí)驗(yàn)測(cè)試值記錄在報(bào)告中，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。8、將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果交指導(dǎo)老師簽字，整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)、將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果交指導(dǎo)老師簽字，整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生后，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。室衛(wèi)生后，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。 實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行，每組完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行，每組完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告 報(bào)告中有全部組員姓名、學(xué)號(hào)；報(bào)告中有全部組員姓名、學(xué)號(hào)； 簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備及材料、實(shí)驗(yàn)原簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備及材料、實(shí)驗(yàn)原理；理； 說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟；說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟； 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析不同硬度之間的關(guān)系；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析不同硬度之間的關(guān)系； 問(wèn)題