機械制造 實驗報告 硬度的測試

實驗項目名稱：硬度的測試實驗目的和要求（必填）了解常用硬度測量方法；熟悉各種硬度計的使用條件及應用范圍；學會硬度計的使用；通過實驗，初步建立碳鋼的含碳量與其硬度間的關系。實驗內容和原理（必填）2.1概述硬度是表示材料性能的指標之一，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，因此在生產和科研中應用十分廣泛。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品性能檢驗。布氏硬度計：應用于黑色、有色金屬材料檢驗，也可測一般退火、正火后試件的硬度。維氏硬度計：應用于薄板材料及材料表層的硬度測定，以及較精確的硬度測定。顯微硬度計：主要應用于測定金屬材料的顯微組織及各組成相的硬度。本實驗介紹最常用的洛氏硬度試驗法。原理（1）洛氏硬度試驗法金屬洛氏硬度的測定系在先后兩次施加負荷（初負荷P0及主負荷P1）的作用下，壓頭（金剛石圓錐或鋼球）壓入試樣或制品來進行?？傌摵蒔為初負荷P0及主負荷P1之和。洛氏硬度值是施加總負荷P并卸除主負荷P1后，在初負荷P0繼續(xù)作用下由于主負荷P1所引起的殘余壓入深度e值來計算。其值e以規(guī)定單位0.002e值是按下式計算而得：其中：—施加初負荷P0后，壓頭壓入被試材料的深度；h—施加總負荷P后，壓頭壓入被試材料的深度；—主負荷P1已被卸除，仍然保留初負荷時材料彈性恢復后的壓痕深度。絡氏硬度計算：金剛石圓錐體壓頭100-e洛氏硬度常用的標尺B、C、A、相對的壓頭規(guī)格，總負荷數和進行試驗時測量的有效范圍如下表符號壓頭總負荷（公斤）洛氏硬度測量的有效范圍大致相當的維氏硬度范圍HV標尺硬度BCAHRBHRCHRAΦ1.588mm鋼球120°金剛石120°金剛石1001506025～10020～6770～8560～240240～900390～900各種洛氏硬度標尺的適用范圍：洛氏硬度標尺B一般用于測定較軟的金屬和淬火的鋼材，如測定退火鋼與有色金屬試樣等。洛氏硬度標尺C一般用于測定經熱處理淬硬的鋼制品試樣。洛氏硬度標尺A一般用于測定硬度極高或試樣較薄而不宜采用標尺C的場合。如測定硬質合金及表面硬化試樣之用。洛氏硬度試驗對試樣厚度的要求：為了正確測定試樣的硬度，一般要求試樣厚度不小于壓痕深度的8倍。在試樣上兩壓痕中心相鄰距離及壓痕中心距試件邊緣之距離均不得小于3毫米。（2）維氏硬度采用相對面夾角136°金剛石四棱錐體。載荷分六級：5、10、20、30、50、100Kg。在試樣厚度允許的情況下盡可能選用較大的試驗力，提高測量精度。計算公式：2.2實驗內容了解硬度計主要構造及操作方法并學習使用。用硬度計測量試樣硬度，并正確表示。注意試樣表面清理和在工作臺上正確安放。4）并了解數顯維氏硬度儀的操作與使用主要儀器設備洛氏硬度計，壓頭（金剛石圓錐）；（2）數顯維氏硬度儀操作方法與實驗步驟準備試樣，被試表面應精細制備，使其平滑，不得帶有油脂、氧化皮、漆層、裂紋、顯著加工痕跡、凹坑和其它污物，否則必須清洗干凈。工作臺的選擇及安裝：工作臺必須保證試樣穩(wěn)妥地置于其上，并使被試表面與壓頭垂直。根據試驗要求選用壓頭并安裝，根據試驗需要選擇試驗負荷。測量試樣的硬度，在每個試樣上測試次數不少于3次，取平均值為所測硬度值。降下工作臺取出試樣。實驗數據記錄和處理（1）洛氏硬度測量：儀器：洛氏硬度計材料：中碳鋼軸承類零件硬度：62.3HRC（2）維式硬度測量：儀器：HVS-10Z數顯維式硬度計材料：45鋼硬度：179.6HVF=49.04NF=49.04N01：D1226.02D2228.74HV：179.6MIN179.6MAX179.6AV179.6Date：2012/實驗結果與分析（必填）洛氏硬度計測得某中碳鋼軸承類零件的硬度為62.3HRC，維式硬度計測得某45號鋼的硬度為179.6HV。通過對其他同學測得數據的了解，數值比較接近，誤差不超過2%，因此結果比較可信。討論、心得測量金屬材料硬度時要注意哪些問題？1）不同硬度的材料需要選擇不同的硬度測量方法、不同的壓頭類型