工程材料《金属材料的硬度测定》实验综述报告

布氏硬度实验步骤
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※基金项目：此文为安徽科技学院校级重点建设学科资助项目研究成果 ，项目编号 AK20102-5；同时，此文也为安徽省教育厅省级示范应 用 型 本 科 高 校 重 点 建 设 专 业 — — — 机 械 电 子 工 程 的 研 究 成 果 。
作 者 简 介 ：杨 拓 宇 （1975— ）， 男 ，黑 龙 江 宾 人 ，在 读 博 士 ，实 验 师 ，主 要 研 究 方 向 为 焊 接 材 料 及 工 艺 、电 子 封 装 无 铅 钎 料 。
T9 钢试样经淬火处理用来测量洛氏硬度 。 测 量 洛 氏 硬 度 选 用 C 标尺，压头为 120°圆锥形金刚石压头。 施加载荷为 1471 牛顿。 在试样 表面压三个点测量数据，然后将三个数据求平均值，得出该试样淬火 后硬度的平均值。
布氏硬度用 HB 表示。 布氏硬度准确性相对较高，测量布氏硬度 时使用球形压头压入试样表面留下凹坑，要求使用较大载荷，所以只 适用于中低硬度材料的测量。在本次实验中用来测量低碳钢退火后的
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2.1 树立以学生为本的教学理念，实现教与学的统一 教师要转变教学理念,采用立体化教学模式,树立以学生为主体、
教师为主导的教学观念 。 教师要引导学生自觉 、自主地学习 ，培养学生 发现问题、提出问题、独立思考和解决问题的能力和习惯，使学生能够 真正成为知识信息的主动建构者。 教师要注意学生的学习规律，注重 对学生进行学习方法的指导和训练， 运用多样化的教学方法和手段， 积极发挥信息网络的作用,运用信息网络的灵活机动性，充分调动每 位学生的主动性和积极性,挖掘学生潜能,培养学生的创新实践能力。 2．2 注重社会需求，制定创新型应用人才培养方案
2 实验的实施条件
实 验 设 备 包 括 ：SX-5-12 型 箱 式 电 阻 炉 ： 炉 膛 尺 寸 300×200× 120mm；HB-3000B-Ⅰ型 布 氏 硬 度 计 ，HR-150A 型 手 动 洛 氏 硬 度 计 ， 20 倍读数显微镜 Q195 钢一块： 尺寸 20×50×50mm；T9 钢一块： 尺寸 20×50×50mm ；火 钳 一 把 。
HR＝K－ h1 -h2 0.002
式中 K— ——个固定系数；h1 、h2 — ——压入深度。 布氏硬度是以直径为 Φ10㎜的淬火钢球或硬质合金球作压头 ，以 规定的试验力使其压入试样表面。 试验时，先加初试载荷，然后加主载 荷。 保持载荷一定时间之后卸除试验力取下试样。 布氏硬度用试验力 除以压痕表面积的商来计算。
图 2 布氏硬度测试示意图
布氏硬度：
HB=0.102
2D
πD（D－
姨D2
2
－d
）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
式 中 ，D— — — 压 头 直 径 ；d— — — 试 样 上 压 痕 直 径 。
5 实验步骤
图 1 洛氏硬度测试原理图
洛氏硬度实验步骤
1）安装吊码，洛氏硬度计调零，大指针对准零刻度，小指针指向黑
点。
2）将试样放在载物台上，缓慢旋转手轮使载物台上升。
3）当试样与压头接触时产生初始载荷，此时旋转手轮让载物台继
续上升，大指针绕表盘旋转三周指向零刻度，小指针有黑点指向红点，
初始载荷加完。
4）将设备右侧手柄向后推动，使杠杆放下加主载荷。
5）保 持 载 荷 时 间 5 秒 ，5 秒 后 卸 掉 主 载 荷 保 留 初 始 载 荷 ，从 表 盘
上 C 标尺上直接读出洛氏硬度值。
试样表面应精细制备，使其光滑，不得带有油脂、氧化皮、漆层、裂 纹、显著加工痕迹、凹坑和其它污物。
3 实验课的目的
3．1 了解金属材料硬度测定的基本原理 3．2 掌握布氏、洛氏硬度计的主要结构和操作方法 3．3 掌握布氏和洛氏硬度的测量步骤及应用范围
硬度。 Q195 钢块试样经退火处理，用来测 量 布 氏 硬 度 。 测 量 时 选 用 10
工程材料《金属材料的硬度测定》实验综述报告
杨拓宇 1，2 陈 丰 1 李忠芳 1 夏显明 1 （1.安徽科技学院 机电与车辆工程学院，安徽 凤阳 233100；2.南京理工大学 材料学院，江苏 南京 150040）
【摘 要】本文阐述了《金属硬度测量》的实验要求、实验目的、实验原理、实验条件、实验方法、实验步骤、注意事项实验结果。 硬度是机械零 件的一个重要指标，硬度测量在机械制造及工程领域被广泛应用，它对材料性能判定起到决定性作用。
以社会需求为导向，合理设置学科专业，从国家经济社会发展对 人才的实际需求出发，加大专业结构调整力度，优化人才培养结构，夯 实人才培养基础，加强校企合作，注重教学实践与社会的联系和渗透， 提高学生的实践动手能力，培养创新型应用人才。 2．3 挖掘教学资源，构建多层次的教学体系
【关键词】洛氏硬度；布氏硬度；综述报告
1 实验的地位和作用
对机械类相关专业来说，机械工程材料是一门实践性很强的专业 基础课。 根据我院实际教学情况和条件 ，结合教学大纲，以培养学生动 手能力目的，使学生掌握工程材料的基本理论知识和实验技能，知道 硬度常用的测量方法及应用范围，具备根据机械零件使用条件和性能 要求，正确选择测量方法的能力。 制定相应的实验方案。
4 实验设计基本方法
4．1 设计思路和内容 洛氏硬度的测量范围较广，操作简便，压痕小但测量结果分散度
大。 洛氏硬度用符号 HR 表示，前面的数字为硬度值，后面符号为使用 的标尺。 其中 HRA 用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳 层。HRB 用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。HRC 用 于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。 在本次实验中用来测量 T9 钢淬火后的硬度。
毫米直径的淬火钢球做压头，施加载荷为 9807 牛顿。 用退火后的试样 在布氏硬度计上做两个压痕，每个压痕在互相垂直的两个方向上各测 量一个直径数值。 将所得数值带入到布氏硬度计算公式得出布氏硬 度，再做平均值即为该试样退火后的布氏硬度。 4．2 实验原理图（见图 1）
洛氏硬度是以顶角为 120°的金刚石圆锥体或直径为 Φ1.588㎜的 淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。 试验时，先加初 试验力，然后加主试验力。 压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初 试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏 硬度值。 洛氏硬度