硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告篇一：硬度測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告硬度測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獬３＠糜捕葴y(cè)量原理及方式；了解布氏和洛氏硬度的測(cè)量范圍及其測(cè)量步驟和方式；二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備洛氏硬度計(jì)、布洛維硬度計(jì)、軸承、試塊三、實(shí)驗(yàn)原理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必然形狀和尺寸的物體（金剛石壓頭或鋼球）壓入其表面的阻力。由于硬度實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，又無(wú)損于零件，因此在生產(chǎn)和科研中應(yīng)用十分普遍。常常利用的硬度實(shí)驗(yàn)方式有：洛氏硬度計(jì)，主要用于金屬材料熱處置后的產(chǎn)品性能查驗(yàn)。布氏硬度計(jì)，應(yīng)用于黑色、有色金屬材料查驗(yàn)，也可測(cè)一般退火、正火后試件的硬度。洛氏硬度洛氏硬度測(cè)量法是最常常利用的硬度實(shí)驗(yàn)方式之一。它是用壓頭（金剛石圓錐或淬火鋼球）在載荷（包括預(yù)載荷和主載荷）作用下，壓入材料的塑性變形濃度來(lái)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(cè)量原理。圖：未加載荷，壓頭未接觸試件時(shí)的位置。2-1:壓頭在預(yù)載荷P0(98?1N)作用下壓入試件深度為h0時(shí)的位置。hO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(shí)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(shí)壓頭受主載荷作用實(shí)際壓入的濃度為h=h1-h0。實(shí)際代表主載P1造成的塑性變形深度。h值越大，說(shuō)明試件越軟，h值越小，說(shuō)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(lái)表示硬度的高低。并規(guī)定0.002mm為一個(gè)洛氏硬度單位，用符號(hào)HR表示，則洛氏硬度值為:HR?k-h0.002布氏硬度布氏硬度的測(cè)定原理是用必然大小的實(shí)驗(yàn)力F(N)把直徑為D(mm)的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬的表面，維持規(guī)按時(shí)間后卸除實(shí)驗(yàn)力，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出壓痕平均直徑d(mm),然后按公式求出布氏硬度HB值，或按照d從已備好的布氏硬度表中查出HB值。測(cè)量范圍為8~650HBW由于金屬材料有硬有軟，被測(cè)工件有厚有薄，有大有小，若是只采用一種標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)力F和壓頭直徑D，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)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)行布氏硬度實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求能利用不同大小的實(shí)驗(yàn)力和壓頭直徑，對(duì)于同一種材料采用不同的F和D進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可否取得同一的布氏硬度值，關(guān)鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可成立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(lái)講，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(cè)量的長(zhǎng)處是具有較高的測(cè)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(cè)得的硬度值也較準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)軸承表面洛氏硬度值利用洛氏硬度計(jì)對(duì)軸承外圈進(jìn)行硬度測(cè)定，記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)：加載力(kgf)二1471N測(cè)量試塊表面布氏硬度值在布洛維硬度計(jì)上，使檔位調(diào)至布氏硬度測(cè)定檔，試塊進(jìn)行表面硬度測(cè)定，記錄相關(guān)測(cè)定數(shù)據(jù)：加載力（kgf）=980NHB?2P?D（D-D-d）22（D=2.5mm;d=讀數(shù)差x0.004）五、思考題1.測(cè)量硬度前為何要進(jìn)行打磨？答：測(cè)試樣品與工作臺(tái)的接觸面不平。依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230?1-XX，洛氏硬度值=100-h/0.002，式中h為洛氏硬度計(jì)壓頭壓入樣品的深度，也就是說(shuō)每0.002毫米或2微米代表1HRC硬度單位，因此被測(cè)試樣品與工作臺(tái)接觸面的平整度將對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)試樣底面不平時(shí)，載荷完全施加時(shí)只要試樣因?yàn)椴黄秸率馆p微的偏轉(zhuǎn)，就可能使壓頭多向下移動(dòng)幾個(gè)微米，測(cè)試結(jié)果就可能引發(fā)1-5HRC的誤差，乃至更大。因此，測(cè)試前被測(cè)樣品的底面必需用機(jī)械加工（如磨床）或手工方式（如砂紙打磨）磨平，以減小測(cè)試誤差。2.HRC、HB和HV的實(shí)驗(yàn)原理有何異同？答：1.布氏硬度（HB）以必然的載荷（一般3000kg）把必然大?。ㄖ睆揭话銥?0mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，維持一段時(shí)間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB）,單位為千克力/mm2（N/mm2）。2.洛氏硬度（HR）當(dāng)HB>450或試樣過(guò)小時(shí)，不能采用布氏硬度實(shí)驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.5九、3.18mm的鋼球，在必然載荷下壓入被測(cè)材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。按如實(shí)驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來(lái)表示：HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)合金等）。HRB:是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。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（如淬火鋼等）。3維氏硬度（HV）以120kg之內(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（kgf/mm2）。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(shuō)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(cè)量范圍內(nèi)（HRC為20-70）為有效；布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的檢測(cè)，由于壓痕較大一般不用于成品檢測(cè)。一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對(duì)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(cè)定，小負(fù)荷維氏硬度實(shí)驗(yàn)負(fù)荷1.961~篇二：金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)五硬度實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解硬度測(cè)定的大體原理及應(yīng)用范圍。2．了解布氏硬度實(shí)驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及操作方式。二．概述硬度是指材料對(duì)另一較硬物體壓入表面的抗力，是重要的機(jī)械性能之一。它是給低級(jí)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(yàn)方式簡(jiǎn)單，操作方便，出結(jié)果快，又無(wú)損于零件，因此被普遍應(yīng)用。測(cè)定金屬硬度的方式很多，有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。1?布氏硬度（HB）（1）布氏硬度實(shí)驗(yàn)的大體原理布氏硬度實(shí)驗(yàn)是以必然直徑的鋼球施加必然負(fù)荷P，壓入被測(cè)金屬表面（如圖1所示）維持一按時(shí)間，然后卸荷，按照金屬表面的壓痕面積F求應(yīng)力值，以此作為硬度值的計(jì)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(yàn)原理圖由于測(cè)量壓痕d要比測(cè)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(cè)量出壓痕直徑就可按照已知的D和P值計(jì)算出HB值。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，可按照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(cè)微尺(將實(shí)際壓痕直徑d放大10倍的測(cè)微尺)測(cè)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(cè)工件有厚有薄，若采用同一種負(fù)荷(如3OOOkgf)和鋼球直徑(如10mm)時(shí)，則對(duì)硬的金屬適合，而對(duì)軟的金屬就不適合，會(huì)使整個(gè)鋼球陷入金屬中；若對(duì)厚的工件適合，而對(duì)薄的金屬則可能壓透，所以規(guī)定測(cè)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，為了維持統(tǒng)一的，可以彼此進(jìn)行比較的數(shù)值，必需使P和D之間維持某一比值關(guān)系，以保證所取得的壓痕形狀的幾何相似關(guān)系，其必要條件就是使壓入角維持不便。由圖5-1(b)可知：(5-4)將式(5-4)代入式(5-3)得：(5-5)式（5-5）說(shuō)明，當(dāng)?值為常數(shù)時(shí)，為使HB值相同，P/D2也應(yīng)維持為必然值，因此對(duì)同一材料而言，不論采用何種大小的負(fù)荷和鋼球直徑，只要知足P/D2二常數(shù)，所得的HB值都是一樣的。對(duì)不同材料，所測(cè)得的HB值也可進(jìn)行比較。P/D2比值有30、10、2.5三種，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用范圍可參考表5-1。表5-1各類(lèi)負(fù)荷、壓頭及應(yīng)用范圍（2）布氏硬度實(shí)驗(yàn)的技術(shù)要求1） 被測(cè)金屬表面必需平整光潔。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實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)定。4）用讀數(shù)測(cè)微尺測(cè)量壓痕直徑d時(shí)，應(yīng)從彼此垂直的兩個(gè)方向上測(cè)量，然后取其平均值。5）查表時(shí)，若利用的是五、2.5mm的鋼球時(shí)，則應(yīng)別離以2和4倍壓痕直徑查閱。6）為了表明實(shí)驗(yàn)條件可在HB以后標(biāo)注D/P/T，如HB10/3000/10，即表示此硬度值是在D=100mm，P=3000kgf,T=10秒的條件下取得的。（3）布氏硬度實(shí)驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作HB-3000型布氏硬度實(shí)驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。它是利用杠桿系統(tǒng)將負(fù)荷加到金屬表面上的。加卸負(fù)荷都是自動(dòng)的。圖5-2HB-3000布氏硬度實(shí)驗(yàn)機(jī)外形結(jié)構(gòu)圖實(shí)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(tīng)到“卡”一聲為止。按上電鈕，此時(shí)電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速箱使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿下降，負(fù)荷通過(guò)吊環(huán)和杠桿系統(tǒng)施加于鋼球上，保荷一按時(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)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，再反向回轉(zhuǎn)手輪，使試樣臺(tái)下降，取下試樣，即可進(jìn)行壓痕直徑的測(cè)量，查表即得HB值。三．實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．簡(jiǎn)述布氏硬度實(shí)驗(yàn)原理。2．如何測(cè)定金屬材料的布氏硬度值？3．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意哪些大體要求？篇三：材料的硬度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一材料的洛氏硬度測(cè)定報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂弧⒘私饴迨嫌捕扔?jì)的測(cè)試原理。二、掌握用洛氏硬度計(jì)測(cè)定材料硬度的方式。二、實(shí)驗(yàn)原理：用圓錐形金剛石壓頭或鋼球壓頭，在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)力下，垂直壓入試件表面。加載方式為，先加初實(shí)驗(yàn)力98.07N，這時(shí)壓痕的深度為hl,再加總實(shí)驗(yàn)力(即初實(shí)驗(yàn)力加主實(shí)驗(yàn)力),這時(shí)壓痕的深度為h2。。經(jīng)維持規(guī)按時(shí)間后，以卸除主實(shí)驗(yàn)力而保留初實(shí)驗(yàn)力時(shí)的壓痕深度h3與在初實(shí)驗(yàn)力作用下壓痕深度hl之差來(lái)表示硬度。即e二h3-h1o壓痕深度越大則硬度越軟，但為了符合數(shù)值大硬度高的讀數(shù)習(xí)慣，需用下式作以變換：HR?K-h3-h1K常數(shù)：采用金剛石壓錐時(shí)K=100C采用鋼球作壓頭時(shí)K=130C=0?002mm指示器刻度盤(pán)上一個(gè)分度格三、 實(shí)驗(yàn)儀器及原材料―、HR-150型洛氏硬度計(jì)二、按如實(shí)際情況填寫(xiě)四、 實(shí)驗(yàn)步驟：一、 置試件于工作臺(tái)上，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪使工件上升至加滿(mǎn)初實(shí)驗(yàn)力(即小指針至于紅點(diǎn))為止，此時(shí)大指針應(yīng)垂直向上指向標(biāo)記B(C)處，其偏移不得超過(guò)±5分度格，不然另選一點(diǎn)。二、 轉(zhuǎn)動(dòng)指示器的調(diào)整盤(pán)，使大指針指向刻度B(C)o3、 向后緩慢推倒加載實(shí)驗(yàn)力操縱手柄，保證主實(shí)驗(yàn)力在4—6秒內(nèi)施加完畢?？倢?shí)驗(yàn)力維持5秒時(shí)間后，向前慢拉加載實(shí)驗(yàn)力手柄，卸去主實(shí)驗(yàn)力，保留初實(shí)驗(yàn)力。4、 此時(shí)硬度計(jì)表頭長(zhǎng)指針指向的數(shù)據(jù)，即為被測(cè)試件的硬度值。五、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使工作臺(tái)下降，改換測(cè)試點(diǎn)，重復(fù)上述操作。五、數(shù)據(jù)記錄與處置注意：一、加載緩沖器空載下降時(shí)間應(yīng)調(diào)整在4-6秒內(nèi)。二、試件的最小厚度應(yīng)大于壓痕深度的10倍。3、兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間距離應(yīng)大與5mm。六、思考題―、通過(guò)了洛式硬度計(jì)的檢測(cè)后測(cè)得已知試樣A的洛氏硬度為60HRC,請(qǐng)問(wèn)被測(cè)材料的壓痕深度為多少？二顯微硬度的測(cè)定報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怙@微硬度的測(cè)試原理和顯微硬度計(jì)的利用方式。二、 實(shí)驗(yàn)原理：將顯微硬度計(jì)上特制的金剛石壓頭，在必然負(fù)荷的作用下壓入待測(cè)試樣表面，用硬度計(jì)上的測(cè)微器，測(cè)量正方形壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度。顯微硬度按下式計(jì)算：2式中HV—顯微硬度值（N/mm）；2HV=1.8544P/dP—負(fù)荷（N）;（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)時(shí)為1）d—四方形壓痕對(duì)角線平均長(zhǎng)度（pm）o（讀數(shù)/40）三、實(shí)驗(yàn)儀器及原材料一、按如實(shí)際情況填寫(xiě)二、按如實(shí)際情況填寫(xiě)四、實(shí)驗(yàn)步驟：一、打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，主屏幕點(diǎn)亮，轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)力變換手輪，選擇實(shí)驗(yàn)力。負(fù)荷的力值應(yīng)和主屏幕上顯示的力值一致，如力值顯示不一致會(huì)致使計(jì)算公式錯(cuò)誤而影響示值，旋動(dòng)變荷手輪時(shí)，應(yīng)小心緩慢地進(jìn)行，避免速度過(guò)快發(fā)生沖擊。二、轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭與物鏡切換手柄，使40X物鏡處于主體正前方位位置（光學(xué)系統(tǒng)放大倍率400X，測(cè)量狀態(tài)）,10X的物鏡作為觀察之用（光學(xué)系統(tǒng)此時(shí)的放大倍率為100X）。3、 將試樣要放在試臺(tái)上（置于物鏡的中心位置），搖動(dòng)起落絲桿手輪，使試臺(tái)上升，當(dāng)物鏡下端與試塊或試樣相距1?3mm時(shí)，眼睛通過(guò)測(cè)微目鏡觀察，在目鏡中隨著試臺(tái)緩慢上升，可觀察到亮度漸漸增強(qiáng)，說(shuō)明聚焦面即未來(lái)到，此時(shí)應(yīng)緩慢搖動(dòng)手輪，直至目鏡中觀察到試塊或試樣表面的清楚成像為止，焦距已調(diào)好。4、 若是在目鏡觀察到的成像模糊，可轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡前部鏡頭（因每人的視覺(jué)都存在著不同），直至清楚為止，若是在目鏡中觀察到的試塊平面成像有局部亮、暗狀況，則可調(diào)節(jié)光源裝置上的三個(gè)調(diào)整螺釘，使光源處于中心位置，若是視場(chǎng)太亮或太暗，則可直接按面板上的L+L-鍵，將光亮度調(diào)到舒適清楚狀態(tài)。五、 若是想觀察到試塊表面上較大的視場(chǎng)范圍（尋覓預(yù)置的位置等），將10X物鏡轉(zhuǎn)換到主體的正前方，40X物鏡的焦平面與10X物鏡的略有不同，可搖動(dòng)起落手輪使其成像清楚，旋動(dòng)微分筒使x—y平臺(tái)移動(dòng)，即可找到預(yù)置位置。注：若是要進(jìn)行硬度實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)將40