实验一材料的硬度测试实验

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金属材料的硬度实验

金属材料的硬度实验

目录实验一金属材料的硬度实验 (1)实验二铁碳合金平衡状态显微组织分析 (6)实验三钢的热处理 (9)附表1: (12)附表2:布氏、洛氏、维氏硬度与强度换算对照表 (16)实验一金属材料的硬度实验一、实验目的1、了解硬度测定的基本原理及应用范围;2、测定钢试样的布氏、洛氏硬度值。

二、概述金属的硬度是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力,硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念,由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因而硬度值综合的反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变、抗力塑变强化以及大量形变抗力。

金属表面硬度值越高,抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。

另外,硬度与其他机械性能(如强度指标b σ及塑性指标ψ和δ)之间有着一定的内在联系,所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件和工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

三、布氏硬度实验基本原理1、实验原理布氏硬度实验是在布氏试验机上进行。

将直径为D 的硬化钢球在一定的载荷P 下压入金属表面(图1-1),并根据所得压痕d 的大小来断定硬度。

布氏硬度值是根据作用于钢球上的载荷对所得压痕表面积之比来确定,即BA P=HB (Kgf/mm 2) (1) 式中:P ——载荷(Kg )B A —— 压痕的球面体(球缺)HB ——布氏硬度值由几何学可知球缺的面积等于:Dh A B π= (2)式中:D ——钢球直径h ——压痕深度(a) 原理图 (b) h 和d 的关系图1-1布氏硬度测定原理用压痕的直径和表示B A 可得:222d D D h --=(3) 如果把所得的B A 值代入公式(1)中,则有:][2][2HB 2222d D D D Pd D D P Dh P --=--==πππKgf/mm 2 (4) 式(4)中只有d 是变量,因此只需测出压痕直径,根据已知D 和P 值即可计算出金属表面的布氏硬度HB 的值。

实验一-粉末冶金材料组织观察与硬度测试

实验一-粉末冶金材料组织观察与硬度测试

实验一粉末冶金材料组织观察与硬度测试实验学时4h 实验性质综合实验要求必做所属课程粉末冶金一、实验目的掌握Fe基粉末冶金烧结材料的相图,根据相图及显微形貌(组织特征)识别材料的组织,理解组织与成分之间的关系;能够根据有关定律及公式计算烧结铁基合金组织组成物的相对含量。

熟悉布氏、洛氏及维氏硬度计的结构原理及特点。

掌握布氏、洛氏、维氏硬度试验方法,能独立进行操作;了解粉末冶金材料的组织特点及硬度之间的关系二、烧结Fe基合金组织特征概述粉末冶金一种冶金方法。

把金属粉末压制成型后再烧结成制品。

粉末冶金适用于高熔点、高硬度的金属或含有不互溶成分的合金制品的制造。

烧结铁基合金是目前应用非常广泛的粉末冶金工程材料,其基本相图为铁碳合金的平衡组织,是研究铁碳合金的性能及相变机理的基础。

因此认识和分析铁碳合金的平衡组织有十分重要的意义。

此外,观察和分析铁碳合金的平衡组织有助于帮助我们进一步借助相图来分析问题。

所谓平衡组织,是指符合平衡相图的组织,即在一定温度,一定成分和一定压力下合金处于最稳定状态的组织,要获得这样的组织,必须使合金发生的相变在非常缓慢的条件下进行,通常将缓冷(退火)后的铁碳合金组织看作为平衡组织。

不同成分Fe基合金的平衡组织都是由铁素体、渗碳体、珠光体、石墨、孔隙、夹杂等组成,其区别仅在于分布形态和数量不同。

根据各组成物的形态、分布和数量可以判断和识别组织及含碳量。

1、铁素体:是碳在α-Fe中的固溶体。

碳的浓度是可变的,在727℃时达到最大溶解度(0.0218%);常温下其碳浓度约为0.008%。

铁素体的硬度很低,塑性好,经4%硝酸酒精浸蚀后呈白亮色。

铁素体有两种形态和分布:一是呈游离状的不规则多边形。

二是与渗碳体呈层状相间排列,如珠光体中的铁素体。

2、渗碳体:是碳与铁的一种化合物,化学式为Fe3C,含碳量高达6.69%,坚硬而脆,抗浸蚀能力很强,经4%硝酸酒精浸蚀后成白亮色。

渗碳体的分布和形态有:①游离的直条状渗碳体,如过共晶生铁中的Fe3CⅠ;②作为基体,其中分布有孤立的珠光体,即莱氏体中的渗碳体;③沿奥氏体晶界呈网状分布,如过共析钢的Fe3CⅡ;④与铁素体呈片层状分布,即珠光体中的Fe3C;⑤沿铁素体晶界分布,即工业纯铁中的Fe3CⅢ。

实验1金属材料硬度测定

实验1金属材料硬度测定

金属材料及热处理实验指导书〔2022-2022 秋季学期〕指导教师:***实验1 金属材料硬度测定一、实验目的1.理解不同种类硬度测定的根本原理及常用硬度试验法的应用范围。

2.学会使用布氏、洛氏、维氏硬度计并掌握相应硬度的测试方法。

二、实验原理概述金属的硬度可以认为是金属材料外表在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种才能。

硬度测量可以给出金属材料软硬程度的数量概念。

由于在金属外表以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因此硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑性变形抗力、塑性变形强化才能以及大量变形抗力。

硬度值越高,说明金属抵抗塑性变形的才能越大,材料产生塑性变形就越困难。

另外,硬度与其他力学性能〔如强度、塑性〕之间有着一定的内在联络,所以从某种意义上说硬度的大小对于材料的使用寿命具有决定性的作用。

常用的硬度试验方法有:布氏硬度试验——主要用于测量铸铁、非铁金属及经过退火、正火和调质处理的钢材。

洛氏硬度试验——主要用于测量成品零件。

维氏硬度试验——主要用于测定较薄材料和硬材料。

显微硬度试验——主要用于测定显微组织组分或相组分的硬度。

1.布氏硬度布氏硬度实验是施加一定大小的载荷F,将直径为D的钢球压入被测金属外表〔如图1-1所示〕保持一定时间,然后卸除载荷,根据钢球在金属外表上所压出的凹痕面积A凹求出平均应力值,以此作为硬度值的计量指标,并用符号HB表示。

其计算公式如下:HB=F/A凹〔1-1〕式中HB——布氏硬度;F——施加外力,N;A凹——压痕面积,mm2。

图1-1 布氏硬度的试验原理根据压痕面积和球面面积之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系,可知压痕局部的球面面积为:A凹=πDh 〔1-2〕式中D——钢球直径,mm;h——压痕深度,mm。

由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易故可将式〔1-2〕中的h改换成d来表示,这样可以根据集合关系求出(D/2)-h=[(D/2)2-( d/2 )]1/2h=[D-(D2-d2)1/2]/2 〔1-3〕将式(1-2)和式(1-3)代入式(1-1)既得HB==(1-4)当试验力P 的单位是N 时HB= = (1-5)式中的d 是变数,故只需测出压痕直径d,根据D 和F 值就可以计算出HB 值。

《工程材料学》实验指导书

《工程材料学》实验指导书

《工程材料学》实验指导书适用专业:材料成型及控制工程课程代码: 6000089 总学时: 56 总学分: 3.5 编写单位:材料科学与工程学院编写人:审核人:审批人:目录实验一金属材料的硬度实验 (2)实验二铁碳合金平衡组织的观察 (7)实验三钢的热处理操作 (10)实验四碳钢的非平衡及铸铁组织观察 (14)注释 (18)主要参考文献 (18)实验一金属材料的硬度实验一、实验目的和任务1. 了解硬度测定的基本原理和应用范围。

2.了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

二、实验仪器、设备及材料1.HB一3000型布氏硬度试验机;2.H-100型洛氏硬度实验机3.读数放大镜4.试样:调质状态45钢和淬火状态T12钢。

三、实验原理硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。

一般认为硬度是金属表面抵抗局部压入变形或刻划破裂的能力。

硬度值越高,金属表面抵抗塑性变形或刻划破裂的能力就越大。

另外,金属的硬度与其它机械性能之间存在一定的内在联系。

例如,硬度和强度之间的联系,可用下式表示:σb=K•HB式中:σb——材料的抗拉强度值;HB——布氏硬度值;K——系数。

退火状态的碳钢K=0.34~0.36合金调质钢K=0.33~0.35有色金属合金K=0.33~0.53利用硬度值还可估算材料的耐磨性。

通常,硬度值意高,材料的耐磨性愈好。

硬度测定迅速方便,试验后仅在金属局部表面留下微小压痕,不会损坏被测试对象。

因此,硬度试验作为测定材料性能、检验产品质量、制定加工工艺的一种简便方法,在生产中得到广泛应用,其中,以布氏硬度和洛氏硬度的应用比例最大。

1、布氏硬度(1)试验原理在一定的压力下,将一定直径的球体,压入金属表面(图1—1),并保持一定的时间,然后卸除载荷,测量压痕直径,计算压痕单位面积上所受载荷的大小。

由此获得的材料硬度值便称为布氏硬度(值),用HB表示(当球体是淬火钢球时,HB标识符力HBS;当球体是硬质合金时,HB标识符为HBW):HB =P/ F 凹= )(222d D D D P--π 式中:P —试验载荷(10-1N)F 凹—压痕面积(mm 2)D —球体直径(mm)d 一压痕直径(mm)由于金属材料有硬有软,所测工件有厚有厚有薄,因此,在测定布氏硬度值时,就需要有不同载荷P 和球体直径D 。

机械工程材料实验指导书实验一硬度试验

机械工程材料实验指导书实验一硬度试验

机械工程材料实验指导书实验一硬度实验【实验目的】1.进一步加深对硬度概念的理解。

2.了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。

3.熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。

【实验设备及材料】布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(钢、铸铁或有色金属)一组。

【实验原理】硬度计的原理是:将一定直径球体压入试样表面,保持一定的时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径,用试验力压出一压痕表面面积计算硬度。

1.布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2) ,布氏硬度计适用于铸铁等晶粒粗大的金属材料的测定。

2.洛氏硬度(HR)当HB大于450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同,分三种不同的硬度标尺HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

HRB:是采用100kg 载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

一、布氏硬度实验【布氏硬度计】THBS-3000DA采用电子自动加荷,计算机软件编程,高倍率光学测量,采用自动数字式编码器直接测量,测试结果LCD显示。

图1 THBS-3000DA型布氏硬度试验机【试样的技术条件】1.试样的试验面,应制成光滑平面,不应有氧化皮及污物。

试验面应能保证压痕直径能精确测量,试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。

2.在试样制备过程中,应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。

工程材料硬度实验报告(3篇)

工程材料硬度实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验方法的应用范围。

2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等硬度试验方法及其操作步骤。

3. 分析不同材料硬度与力学性能之间的关系。

4. 提高对工程材料性能评价的能力。

二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力,是重要的力学性能指标之一。

硬度试验方法主要有布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。

1. 布氏硬度试验:在规定的载荷下,将直径为D的钢球或直径为D/10的金刚石球压入材料表面,保持一定时间后卸载,测量压痕直径d,根据压痕直径和载荷F计算硬度值。

2. 洛氏硬度试验:在规定的载荷下,将金刚石圆锥或淬火钢球压入材料表面,保持一定时间后卸载,测量压痕深度h,根据压痕深度和压头类型计算硬度值。

3. 维氏硬度试验:在规定的载荷下,将金刚石正四棱锥压入材料表面,保持一定时间后卸载,测量压痕对角线长度d,根据对角线长度和载荷F计算硬度值。

三、实验仪器与设备1. 布氏硬度试验机2. 洛氏硬度试验机3. 维氏硬度试验机4. 读数放大镜5. 标准硬度块6. 试样(如钢、铸铁、有色金属等)四、实验内容及步骤1. 布氏硬度试验(1)将试样放置在布氏硬度试验机上,调整压头与试样表面垂直。

(2)选择合适的载荷和钢球直径,按照实验要求进行试验。

(3)保持一定时间后卸载,用读数放大镜测量压痕直径d。

(4)根据公式HB = 2F/d^2(F为载荷,d为压痕直径)计算布氏硬度值。

2. 洛氏硬度试验(1)将试样放置在洛氏硬度试验机上,调整压头与试样表面垂直。

(2)选择合适的压头和载荷,按照实验要求进行试验。

(3)保持一定时间后卸载,用读数放大镜测量压痕深度h。

(4)根据公式HRC = 100(K - h/d)(K为常数,h为压痕深度,d为压痕直径)计算洛氏硬度值。

3. 维氏硬度试验(1)将试样放置在维氏硬度试验机上,调整压头与试样表面垂直。

(2)选择合适的载荷,按照实验要求进行试验。

实验一 材料的硬度测试 材料硬度实验报告

实验一 材料的硬度测试 材料硬度实验报告

实验一材料的硬度测试材料硬度实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过对不同材料进行硬度测试,了解材料硬度的概念和测量方法,掌握硬度测试仪器的使用,比较不同材料的硬度差异,并分析影响材料硬度的因素。

二、实验原理材料的硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。

硬度测试的方法多种多样,常见的有布氏硬度测试法、洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法等。

布氏硬度测试法是通过一定直径的硬质合金球,在规定的试验力作用下压入试样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面压痕的直径。

布氏硬度值就是试验力除以压痕球形表面积所得的商。

洛氏硬度测试法则是采用顶角为 120 度的金刚石圆锥体或直径为1588mm 的淬火钢球作为压头,在初始试验力和主试验力的先后作用下,将压头压入试样表面,然后卸除主试验力,测量残余压痕深度增量。

维氏硬度测试是用相对面夹角为 136 度的正四棱锥金刚石压头,在规定的试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量压痕两对角线长度的平均值。

三、实验仪器与材料1、实验仪器布氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计读数显微镜抛光机2、实验材料45 号钢试样铝合金试样黄铜试样四、实验步骤1、试样制备用切割机将材料切割成合适的尺寸,确保试样表面平整、无缺陷。

使用砂纸对试样表面进行打磨,依次使用较粗的砂纸到较细的砂纸,直到试样表面光滑。

最后使用抛光机对试样表面进行抛光,使其达到镜面效果。

2、布氏硬度测试选择合适的压头和试验力。

对于较软的材料,通常选择较大直径的压头和较小的试验力;对于较硬的材料,则选择较小直径的压头和较大的试验力。

将试样平稳地放置在工作台上,调整压头位置,使其对准试样表面的中心。

缓慢加载试验力,保持规定的时间。

卸除试验力,使用读数显微镜测量压痕的直径。

3、洛氏硬度测试根据材料的预计硬度,选择合适的标尺。

将试样放置在工作台上,施加初始试验力,然后施加主试验力。

保持规定时间后,卸除主试验力,读取表盘上的硬度值。

硬度实验报告

硬度实验报告

硬度实验报告导言:硬度是物质抵抗表面变形的性质,是材料力学特性之一,反映了物质内部原子或分子结构的紧密程度和结合力的大小。

硬度测试是工程材料研究和质量控制中常用的方法之一。

本实验旨在通过不同的硬度测试方法和试验样品,探究硬度与材料性质之间的关系。

实验一:维氏硬度测试维氏硬度测试是一种常用的间接硬度测试方法,利用压痕长度与压痕面积之间的关系,来衡量材料的硬度。

我们选取了不同材料的试样进行了维氏硬度测试,包括金属、塑料和木材。

实验结果显示,不同材料的硬度存在较大差异。

金属试样的硬度较高,而塑料和木材的硬度较低。

这个结果与我们对材料性质的认识相符。

硬度高的金属试样有着较紧密的原子结合和较高的结合力,而硬度低的塑料和木材试样则具有较松散的分子结构。

实验二:巴氏硬度测试巴氏硬度测试是另一种常用的间接硬度测试方法,通过针尖对试样表面的压痕大小来评估材料的硬度。

在本实验中,我们选择了不同硬度的玻璃试样进行巴氏硬度测试。

实验结果显示,硬度较高的玻璃试样生成的压痕较小,而硬度较低的玻璃试样的压痕较大。

这与我们对玻璃硬度的认识相符。

硬度高的玻璃试样有着较紧密的结构和较高的抗变形能力,压痕较小。

相反,硬度低的玻璃试样的结构相对松散,容易发生较大的变形,因此压痕较大。

实验三:显微硬度测试显微硬度测试是一种直接硬度测试方法,通过显微镜观察试样表面的压痕,来评估材料的硬度。

在本实验中,我们选择了不同形状和硬度的钢材试样进行显微硬度测试。

实验结果显示,试样的硬度与其形状和硬度有关。

试样硬度较高的部分产生的压痕较小,而硬度较低的部分则产生较大的压痕。

这与我们对钢材硬度的认识相符。

硬度高的部分由于有较高的结合力,抵抗了针尖的压力,其形成的压痕较小。

而硬度低的部分由于结构较松散,容易发生变形,形成较大的压痕。

结论:通过本次实验,我们了解到不同硬度测试方法的原理和应用范围。

通过维氏硬度测试、巴氏硬度测试和显微硬度测试,我们可以评估不同材料和部分的硬度。

材料硬度测试实验实验报告

材料硬度测试实验实验报告

材料硬度测试实验实验报告一、实验目的本实验旨在探究材料硬度测试的方法和原理,了解硬度测试在工程领域中的应用,并通过实验掌握常见的硬度测试方法。

二、实验原理1. 硬度的定义:材料抵抗外力侵入或划痕的能力。

2. 硬度测试方法:(1)洛氏硬度法:利用钻石锥头对材料进行压痕,根据压痕深度计算出洛氏硬度值。

(2)布氏硬度法:利用钢球对材料进行压痕,根据压痕直径计算出布氏硬度值。

(3)维氏硬度法:利用金刚石锥头对材料进行压痕,根据压痕长度计算出维氏硬度值。

3. 硬度测试仪器:(1)洛氏硬度计(2)布氏硬度计(3)维氏硬度计三、实验步骤1. 准备试样:从不同种类的金属板上切下大小相同的试样。

2. 使用洛氏、布氏、维氏三种不同类型的硬度仪分别测试每个试样的硬度值。

3. 记录每个试样的硬度值,并计算平均值。

四、实验结果1. 试样1:铜板洛氏硬度值:90布氏硬度值:60维氏硬度值:1002. 试样2:铝板洛氏硬度值:70布氏硬度值:45维氏硬度值:803. 试样3:钢板洛氏硬度值:120布氏硬度值:80维氏硬度值:140五、实验分析与讨论1. 不同类型的金属材料具有不同的硬度,铜和铝相对较软,而钢则相对较硬。

2. 不同类型的硬度测试方法得到的结果也有所不同,其中洛氏、布氏和维氏三种方法相对来说比较常见,但在实际应用中需要根据具体情况选择合适的测试方法。

3. 在进行材料选择时,需要考虑其所需的物理特性之一就是其所需的硬度。

因此,了解材料的硬度特性是非常重要的。

六、实验结论通过本次实验,我们深入了解了材料的硬度测试方法和原理,并掌握了洛氏、布氏、维氏三种不同类型的硬度测试方法。

此外,我们还发现不同类型的金属材料具有不同的硬度特性,这对于工程领域中的材料选择和设计具有重要意义。

实验一 金属材料的硬度实验_2

实验一 金属材料的硬度实验_2

实验一、金属材料的硬度实验一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2. 了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

二、实验原理硬度是金属材料局部抵抗硬物压入其表面的能力或金属材料表面抵抗局部塑性变形的能力。

测量硬度的方法主要有压入法、回跳法和刻划法三大类:压入法硬度试验的主要特点是:实验时应力状态最软(即最大切应力远远大于最大正应力),因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。

金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系:σb=K×HB σb:材料的抗拉强度值;HB:布氏硬度值;K:系数洛氏硬度测试法(1)洛氏硬度试验的基本原理洛氏硬度试验的原理和布氏的不同在于:它不是以测量压痕的面积来计算硬度,而是根据压痕深度来确定硬度值指标。

洛氏硬度测定时,在规定条件下,将压头(顶角为120°的金刚石圆锥或直径为1/16"(1.588mm)的淬火钢球或硬质合金球)分两个步骤压入试样表面。

卸除主试验力后,在初试验力下测量压痕残余深度h,然后根据压痕的深度确定被测金属材料硬度值的方法称为洛氏硬度测试法,具体过程如下:图1洛氏硬度试验原理图图1中0-0位置为未加载荷时的压头位置,1-1位置为加上10 Kgf预加载荷后的位置,此时压入深度为h1,2-2位置为加上主载荷后的位置,此时压入深度为h2,h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形,卸除主载荷后,由于弹性变形恢复而稍提高到3-3位置,此时压头的实际压入深度为h3。

洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度(h=h3-h1)来表示。

但这样直接以压入深度的大小表示硬度,将会出现硬的金属硬度值小,而软的金属硬度值大的现象,这与布氏硬度所标志的硬度值大小的概念相矛盾。

为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致,采用一常数(k)减去(h3-h1)的差值表示硬度值。

为简便起见又规定每0.002mm 压入深度作为一个硬度单位(即刻度盘上一小格)。

硬度试验、拉伸试验-实验报告

硬度试验、拉伸试验-实验报告

实验一金属材料硬度测定实验一、实验目的1、了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。

2、学会正确使用硬度计。

二、实验器材HB-3000型布氏硬度计、HR-150A型洛氏硬度计、读数放大、硬度试块若干、试样若干。

三、实验原理布氏硬度实验的基本原理:用载荷P把直径为D的淬火钢球压人试件表面,并保持一定时间,而后卸除载荷,测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d,从而计算出压痕球面积A,然后再计算出单位面积所受的力(P/A值),用此数字表示试件的硬度值,即为布氏硬度,用符号HB表示。

洛氏硬度实验的基本原理:洛氏硬度试验是用特殊的压头(金刚石压头或钢球压头)在先后施加的两个载荷(预载荷和总载荷)的作用下压入金属表面来进行的。

总载荷P为预载荷P0和主要载荷P1之和,即P=P0+P1。

洛氏硬度值是施加总载荷P并卸除主载荷P1引起的残余压入深度e 来计算。

h0表示在预载荷P0作用下,压头压入被试材料的深度;h1表示施加总载荷P并卸除主载荷P1,但仍保留预载荷P0时,压头压入被试材料的深度。

深度差e=h1+h0,该值用来表示被测材料硬度的高低。

在实际应用中,测量时可直接由硬度计表盘读出,表盘上有红﹑黑两种刻度,红线刻度的30和黑线刻度的0相重合。

四、实验步骤1、布氏硬度试验测定(1)安装压头与试台按表1(略)选择压头,并用无酸汽油清洗其球上附沾的防锈油,用棉花或质地柔软的纱布擦拭干净,装入主轴衬套内,旋紧紧定螺钉使其轻轻压于压头固定杆之扁平处,然后将试台安装在丝杠上。

再将试样平稳、密合地安放在试台上。

此时旋动手轮,使试台缓慢上升,试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动,最后将压头紧定螺钉压紧于固定杆之扁平处。

(2)选择实验力选择实验力。

(3)选择实验力保持时间实验力保持时间按表1选好,然后将固定螺钉松开,把圆盘内的弹簧定位器旋转到所需时间位置上。

固定螺钉松开的程度应能保证圆盘做自由回转即可。

(4)正式实验以上准备工作就绪以后,首先打开电源开关,接通电源,此时电源指示灯亮。

材料硬度测试报告

材料硬度测试报告

材料硬度测试报告一、实验目的本实验旨在通过硬度测试来了解不同材料的硬度特性,进一步掌握硬度测试方法,并对实验结果进行分析和总结。

二、实验设备和试验材料实验设备:石墨硬度计、毛细玻璃纸、常见材料硬度表格;试验材料:不同种类的金属材料,如铁、铝、铜等;三、实验原理硬度是材料的一种常见强度指标,它可以衡量材料在受力下抵抗形变和划痕的能力。

硬度测试的原理通常采用指标物质(普通钢球、金刚石等)对待测材料施加一定压力,通过测量指标物质对待测材料产生的形变或划痕,从而得到它们之间的硬度值。

四、实验步骤1.根据试验材料的种类和硬度范围,选择合适的指标物质并确定测试方法。

2.将待测材料固定在硬度计的测试平台上。

3.调整硬度计以使指标物质与待测材料接触,施加一定的压力。

4.记录指标物质对待测材料形成的印痕或划痕,并测量其尺寸。

5.根据硬度计的刻度和试验结果,得到待测材料的硬度值。

五、实验结果与分析在本实验中,我们选取了铁、铝、铜作为待测材料,并利用石墨硬度计进行测试。

测试结果如下:材料硬度值(HRC)铁45铝25铜70通过对比不同材料的硬度值,可以明显看出铁的硬度最低,铝次之,而铜的硬度最高。

这与我们对这些材料的常见认知相符。

因为铁是一种比较柔软的金属,所以硬度相对较低;而铜则是一种较为坚硬的金属,所以硬度较高。

铝材料则位于中间位置,硬度适中。

六、实验注意事项1.实验时要保持试验设备清洁,避免外来杂质的干扰。

2.测试过程中要确保指标物质和待测材料接触牢固,避免产生偏差。

3.测试结果要准确记录,强度调节硬度计刻度,避免误差。

4.多次测量同一材料的硬度值,取平均值以提高测量精度。

七、实验总结2.材料力学[M].高等教育出版社,2024.。

材料硬度测试实验的详细报告

材料硬度测试实验的详细报告

【文章】1. 引言材料的硬度是评估其抗弹性变形和抗划伤能力的重要指标。

硬度测试实验是确定材料硬度的常用方法之一,它通过施加一定载荷或压痕形成来测量材料的硬度值。

本文将详细介绍材料硬度测试实验的步骤、原理和常见测试方法,并对其应用和限制进行讨论。

2. 实验步骤2.1 准备工作在进行硬度测试实验前,需要准备以下材料和仪器:•待测试的材料样品•硬度测试机•硬度测试片或压头•显微镜或显微相机•清洁剂和柔软的布2.2 实验过程1.清洁材料样品表面,确保无污垢和杂质。

2.将材料样品固定在硬度测试机上。

3.选择适当的测试方法和测试载荷。

4.将硬度测试片或压头置于样品表面,施加一定的载荷。

5.观察压痕并记录其直径或长度。

6.移除硬度测试片或压头,对样品表面进行清洁。

7.重复以上步骤以获得多个测试结果。

8.统计和分析测试结果。

3. 实验原理硬度测试实验基于材料在受加载时的弹性变形和塑性变形。

在实验中,载荷施加在样品表面,产生明显的压痕或压痕形成,这些变形与材料的硬度相关联。

根据压痕的形状、大小和深度,可以计算出材料的硬度值。

硬度测试常用的原理包括洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度和显微硬度等。

每种硬度测试方法都有其独特的应用范围和测试原理,选择适当的测试方法取决于材料类型和硬度范围。

4. 常见的硬度测试方法4.1 洛氏硬度测试法洛氏硬度测试法是最常用的硬度测试方法之一。

它通过在样品表面施加一定负载,并测量压痕的直径来确定硬度值。

洛氏硬度测试法适用于金属、塑料和陶瓷等材料。

4.2 布氏硬度测试法布氏硬度测试法通过在样品表面施加一定负荷,然后测量压痕的直径或长度来确定硬度值。

布氏硬度测试法适用于金属和非金属材料,其主要优点是测试过程简单且测试结果易于读取。

4.3 维氏硬度测试法维氏硬度测试法通过在样品表面施加一定负荷,并测量压痕的深度来确定硬度值。

维氏硬度测试法适用于金属、塑料和橡胶等材料。

4.4 显微硬度测试法显微硬度测试法是在显微镜下进行的硬度测试方法。

硬度测试实验报告

硬度测试实验报告

硬度测试实验报告篇一:硬度测量实验报告硬度测量实验报告一、实验目的1. 了解常用硬度测量原理及方法;2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法;二、实验设备洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块三、实验原理1. 硬度是表示材料性能的指标之一,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。

由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产和科研中应用十分广泛。

常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。

布氏硬度计,应用于黑色、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。

2. 洛氏硬度洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。

它是用压头在载荷作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。

通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。

下图表示了洛氏硬度的测量原理。

图:未加载荷,压头未接触试件时的位置。

2-1:压头在预载荷P0作用下压入试件深度为h0时的位置。

h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。

2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。

2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为h1。

由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。

实际代表主载P1造成的塑性变形深度。

h值越大,说明试件越软,h值越小,说明试件越硬。

为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。

并规定为一个洛氏硬度单位,用符号HR表示,则洛氏硬度值为:HR?k-h3.布氏硬度布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直径d,然后按公式求出布氏硬度HB 值,或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。

实验一硬度实验

实验一硬度实验

实验一硬度实验【实验目的】1、进一步加深对硬度概念的理解。

2、了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。

3、熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。

【实验设备及材料】布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(45钢、T12钢退火及淬火试样)一组。

一、布氏硬度实验【布氏硬度计】见实物【试样的技术条件】1、试样的试验面应制成光滑平面,不应有氧化皮及污物。

试验面应能保证压痕直径能精确测量,试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。

2、在试样制备过程中,应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。

3、布氏硬度试样厚度至少应为压痕深度的10倍。

4、试验温度一般在10~35℃范围内。

【实验操作步骤】1、根据材料和布氏硬度范围由第1章表1-2选择F/D2值,确定压头直径,载荷及载荷的保持时间。

2、将压头5装在主轴衬套4内,先暂时将压头固定螺钉轻轻地旋压在压头杆扁平处。

3、将试样和工作台6的台面揩擦干净,将试样稳固地放在工作台上,然后按顺时针方向转动工作台升降手轮9使工作台缓慢上升,并使压头与试样接触,直到手轮与升降螺母10产生相对运动时为止,接着再将压头固定螺钉旋紧。

4、准备就绪后施加载荷将钢球压入试样。

首先打开电源开关19,电源指示灯(绿色)亮,然后启动换向开关14,并且立即作好拧紧时间定位器的压紧螺钉的准备工作,当加荷指示灯(红色)亮时即载荷全部加上,立即转动时间定位器至所需载荷保持时间的位置,迅速拧紧时间定位器的压紧螺钉,使圆盘随曲柄一起回转,又自动反向旋转直到停止。

从加荷指示灯亮到熄灭为止为全负荷保持时间。

施加载荷时间为2~8秒。

钢铁材料试验载荷的保持时间为10~15秒;非铁金属为30秒;布氏硬度小于35时为60秒。

5、时间定位器停止转动后,逆时针转动手轮9,降下工作台6,取下试样。

6、用读数显微镜在两个垂直方向测出压痕直径d1和d2的数值,取平均值。

然后根据压痕平均直径,由附录1“布氏硬度换算表”查得布氏硬度值。

实验一材料的硬度测试实验

实验一材料的硬度测试实验

实验一材料的硬度测试实验摘要:本实验旨在使用维克氏硬度计测试不同材料的硬度。

实验设计了三个不同的试样,分别是金属、陶瓷和塑料。

通过在试样上施加一定的力量,并测量压痕的长度,可以计算出每个材料的硬度值。

实验结果表明,金属材料具有最高的硬度值,陶瓷材料次之,塑料材料最低。

引言:硬度是材料抵抗划伤或形变的能力。

硬度测试是一种常见的材料力学性能测试方法。

其中,维克氏硬度是最常用的硬度测试方法之一方法:1.实验材料和设备:-金属试样(如铁、铝等)-陶瓷试样(如瓷砖、陶瓷碗等)-塑料试样(如塑料瓶、塑料容器等)-维克氏硬度计-萤光显微镜-试样夹具-钻石压头-数字显微镜2.实验步骤:a.准备金属试样,并清洁试样表面以去除任何杂质。

b.将试样夹紧于试样夹具上。

c.用维克氏硬度计的钻石压头对试样施加压力,压痕深度应适中。

d.使用萤光显微镜观察和测量压痕的长度,记录下数据。

e.重复上述步骤对陶瓷和塑料试样进行测试,并记录数据。

3.数据处理:a.根据压痕的长度,计算出每个材料的硬度值。

b.比较不同材料的硬度值,并进行分析和讨论。

结果与讨论:根据实验结果,可以得出以下结论:1.金属材料具有最高的硬度,表明金属材料在抵抗划伤或形变方面具有较高的能力。

2.陶瓷材料的硬度次之,表明陶瓷材料比塑料材料更耐磨、耐刮擦。

3.塑料材料具有最低的硬度值,说明塑料材料容易被划伤或形变。

结论:通过维克氏硬度测试,可以粗略地评估材料的硬度。

本实验结果表明,金属材料的硬度最高,塑料材料的硬度最低。

这些数据对于材料选择和应用具有重要的参考价值。

附录:实验中的数字或计算可以在附录中进行详细列出。

例如,压痕长度的测量数据、硬度计算公式等。

实验一 材料的硬度测试实验

实验一 材料的硬度测试实验

实验一材料的硬度测试实验一、实验目的1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2.了解布氏、洛氏、维氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

3.通过数据处理和硬度标尺之间的换算,比较各材料之间的硬度大小,同时了解材料的种类、热处理状态对其硬度的影响。

二、实验概述硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。

由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同。

因而硬度值可以综合地反应压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量变形抗力。

硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。

另外,硬度与其它机械性能(如强度指标及塑性指标)之间有一定的内在联系,所以从某种意思上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

常用的硬度试验方法有:布氏硬度试验:主要用于黑色、有色金属原材料检验,也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。

洛氏硬度试验:主要用于金属材料热处理后的产品硬度检验。

维氏硬度试验:主要用于薄板或金属表层的硬度测定以及较精确的硬度测定。

显微硬度试验:主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度测定。

1.布氏硬度布氏硬度试验是将一直径为D的淬火钢球或硬质合金球,在规定的试验力F作用下压入被测金属表面,保持一定时间t后卸除试验力,并测量出试样表面的压痕直径d,根据所选择的试验力F、球体直径D及所测得的压痕直径d的数值,求出被测金属的布氏硬度值HBS或HBW,布氏硬度的测试原理如图1-1所示。

图1-1布氏硬度的测试原理图在试验测量时,可由测出的压痕直径d直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测的布氏硬度值。

在进行布氏硬度试验时,球体直径D、施加的试验力F和试验力的保持时间t都应根据被测金属的种类、硬度范围和试样的厚度范围进行选择。

布氏硬度试验规范如表1-1所示。

表1-1布氏硬度试验规范金属类型布氏硬度值范围(HBS)试样厚度/mm载荷F与钢球直径D的关系钢球直径D/mm载荷F/kgf载荷保持时间t /s黑色金属140~4506~3F=30D210 3000104~2 5 750<2 2.5 187.5<140﹥6F =10D210 1000106~3 5 2503< 2.5 62.5有色金属﹥1306~3F =30D210 3000304~2 5 750<2 2.5 187.536~130﹥6F =10D210 1000306~3 5 2503 2.5 62.58~35﹥6F =2.5D210 250606~3 5 62.53 2.5 15.6布氏硬度试验测出的硬度值比较准确,但它不宜测定成品件或薄片金属的硬度。

材料的性质实验报告

材料的性质实验报告

材料的性质实验报告材料的性质实验报告引言:材料的性质是指材料在特定条件下所表现出的各种特性和行为。

了解材料的性质对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。

本实验旨在通过一系列实验方法和测试手段,探究不同材料的性质,为材料科学的研究和应用提供参考。

实验一:材料的硬度测试硬度是材料抵抗外力侵入的能力。

本实验选取了金属、塑料和木材三种常见材料进行硬度测试。

首先使用维氏硬度计对金属材料进行测试,结果显示不同金属材料的硬度值存在显著差异,例如铁的硬度值明显高于铝。

接下来,使用洛氏硬度计对塑料材料进行测试,发现不同塑料材料的硬度值也有所不同,而且与金属材料相比较,塑料材料的硬度值普遍较低。

最后,通过手感和划痕的方式对木材的硬度进行初步评估,发现木材的硬度相对较低,容易被划伤。

实验二:材料的导热性测试导热性是材料传导热量的能力。

本实验选取了金属、塑料和陶瓷三种材料进行导热性测试。

首先,将不同材料的棒状样品分别加热一端,通过测量另一端的温度变化来评估材料的导热性。

结果显示金属材料的导热性较好,温度变化较快,而塑料材料的导热性较差,温度变化较慢。

陶瓷材料的导热性介于金属和塑料之间。

实验三:材料的延展性测试延展性是材料在受力作用下能够发生塑性变形的能力。

本实验选取了金属、塑料和橡胶三种材料进行延展性测试。

首先,使用万能材料试验机对金属材料进行拉伸测试,结果显示金属材料具有较好的延展性,能够发生较大的塑性变形。

接下来,使用同样的方法对塑料材料进行拉伸测试,发现塑料材料的延展性较金属材料差,发生塑性变形的程度较小。

最后,对橡胶材料进行拉伸测试,发现橡胶具有很好的延展性,能够发生较大的塑性变形,并且具有很好的回弹性。

实验四:材料的耐腐蚀性测试耐腐蚀性是材料抵抗化学物质侵蚀的能力。

本实验选取了金属、塑料和陶瓷三种材料进行耐腐蚀性测试。

首先,将不同材料的样品浸泡在不同浓度的酸溶液中,观察材料的表面变化和重量变化。

结果显示金属材料在酸性环境中容易发生腐蚀,表面会出现氧化层和腐蚀痕迹,而塑料和陶瓷材料在酸性环境中表现出较好的耐腐蚀性。

材料硬度的测定

材料硬度的测定

材料硬度的测定一、实验目的1、了解材料硬度测试的意义;2、了解影响材料硬度的因素;3、掌握静载压入法测定材料维氏硬度与洛氏硬度的原理和方法。

二、实验原理硬度是材料的一种重要力学性能,但在实际应用中,由于测量方法不同,测得的硬度所代表的材料性能也各异,所以硬度没有统一的意义,各种硬度单位也不同,彼此间没有固定的换算关系。

矿物、晶体和陶瓷材料的硬度取决于其组成和结构。

离子半径越小,离子电价愈高,配位数越小,结合能就越大,抵抗外力摩擦、刻划和压入的能力也就愈强,所以硬度就较大。

陶瓷材料的显微结构、裂纹、杂质等都对硬度有影响。

升高温度,硬度将下降。

陶瓷及矿物材料常用刻划硬度表示,也叫划痕硬度、莫氏硬度,它只表示硬度由小到大的顺序或反映材料抵抗破坏的能力,不表示软硬的程度,后面的矿物可划破前面的矿物表面。

目前莫氏硬度可分为15级。

另外两类测定硬度的方法是:回跳硬度和静载压入硬度。

回跳硬度反映弹性变形功的大小,但应用最广泛的是静载压入硬度。

静载压入的硬度试验法种类很多,常用布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度及努普硬度法。

这些方法的原理都是在静压下将一硬的物体压入被测物体表面,使材料产生局部的塑性变形并产生压痕,根据压痕的大小或深度来确定硬度值;压痕大则材料较软,压痕小则材料较硬。

布氏硬度法主要用来测定金属材料中较软及中等硬度的材料,很少用于陶瓷;维氏硬度法及努普硬度法都适用于较硬的材料,也用于测量陶瓷的硬度;洛氏硬度法测量的范围较广,采用不同的压头和负荷可以得到15种标准洛氏硬度。

此外,还有15种表面洛氏硬度。

其中,HRA,HRC能用来测量陶瓷的硬度。

一般无机材料也常用显微硬度法测量,其原理和维氏硬度法一样,但其负荷载只有1~1000 g,其d值只有几个微米,故较适用于测量脆性材料。

三、实验仪器与原料1、实验仪器:切片机、研磨抛光机、HVS-50型维氏硬度计、HRS-150数显洛氏硬度计。

2、实验材料:实验室标准块样品、购买的建筑陶瓷样品。

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实验一材料的硬度测试实验
一、实验目的
1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2.了解布氏、洛氏、维氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

3.通过数据处理和硬度标尺之间的换算,比较各材料之间的硬度大小,同时了解材料的种类、热处理状态对其硬度的影响。

二、实验概述
硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。

由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同。

因而硬度值可以综合地反应压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量变形抗力。

硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。

另外,硬度与其它机械性能(如强度指标及塑性指标)之间有一定的内在联系,所以从某种意思上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

常用的硬度试验方法有:
布氏硬度试验:主要用于黑色、有色金属原材料检验,也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。

洛氏硬度试验:主要用于金属材料热处理后的产品硬度检验。

维氏硬度试验:主要用于薄板或金属表层的硬度测定以及较精确的硬度测定。

显微硬度试验:主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度测定。

1.布氏硬度
布氏硬度试验是将一直径为D的淬火钢球或硬质合金球,在规定的试验力F作用下压入被测金属表面,保持一定时间t后卸除试验力,并测量出试样表面的压痕直径d,根据所选择的试验力F、球体直径D 及所测得的压痕直径d的数值,求出被测金属的布氏硬度值HBS或HBW,布氏硬度的测试原理如图1-1所示。

图1-1布氏硬度的测试原理图
在试验测量时,可由测出的压痕直径d直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测的布氏硬度值。

在进行布氏硬度试验时,球体直径D、施加的试验力F和试验力的保持时间t都应根据被测金属的种类、硬度范围和试样的厚度范围进行选择。

布氏硬度试验规范如表1-1所示。

表1-1布氏硬度试验规范
金属
类型
布氏硬度值范围
(HBS)
试样厚度
/mm
载荷F与钢球直径D
的关系
钢球直径
D/mm
载荷
F/kgf
载荷保持时间
t /s
黑色
金属
140~450
6~3
F=30D2
10 3000
10
4~2 5 750
<2
<140
﹥6
F =10D2
10 1000
10
6~3 5 250
3<
有色
金属
﹥130
6~3
F =30D2
10 3000
30
4~2 5 750
<2
36~130
﹥6
F =10D2
10 1000
30
6~3 5 250
3
8~35
﹥6
F =
10 250
60
6~3 5
3
布氏硬度试验测出的硬度值比较准确,但它不宜测定成品件或薄片金属的硬度。

同时,也不能测定硬度高于450HBS或650HBW的金属材料,否则压头(淬火钢球或硬质合金球)会产生塑性变形或破裂,而降低测量的精度。

2.洛氏硬度
洛氏硬度试验是以锥角为120°的金刚石圆锥体或者直径为1.588mm的淬火钢球为压头,在规定的初载荷和主载荷作用下压入被测金属的表面,然后卸除主载荷,在保留初载荷的情况下,测出由主载荷所引起的残余压入深度h值,再由h值确定洛氏硬度值HR的大小。

洛氏硬度的测试原理如图1-2所示。

图1-2洛氏硬度实验原理示意图
洛氏硬度值的计算公式为:
HR = K-
002
.0
h
式中h 的单位为mm 。

K 为常数,当采用金刚石圆锥压头时,K =100;当采用淬火钢球压头时,K =130。

为了能用同一硬度计测定从极软到极硬材料的硬度,可以通过采用不同的压头和载荷,组成15种不同的洛氏硬度标尺,其中最常用的有HRA 、HRB 、HRC 三种。

常用洛氏硬度的试验规范如表1-2所示。

表1-2 三种常用洛氏硬度的试验规范
三、实验仪器设备及材料
1.布氏硬度试验机(压痕测量采用JC-10型读数显微镜或布氏硬度测量分析软件)
2.数显洛氏硬度计
3.维氏硬度计(该种设备由实验老师操作演示)
4.材料:① 45钢或者T12钢;
② 铝板或者铜板。

布氏硬度计:HB-3000型布氏硬度计的结构如图1-3所示。

1—小杠杆;2—弹簧;3—压轴;4—主轴衬套;5—压头;6—工作台7—工作台立柱; 8—螺杆; 9—升降手轮;10—螺母;11—套筒;12—电机;13—减速器;14—压紧螺钉;15—轴柄;16—按钮开关;17—换向开关;18—砝码;19—大杠杆;20—吊环;21—加荷指示灯;22—机体;23—电源开关
图1-3 HB-3000型布氏硬度计简图
试验时将试样放在工作台6上,按顺时针方向转动手轮9,使工作台上升至试样与压头5相接触,并在手轮打滑后,开动电动机12,经二级蜗轮蜗杆减速器13减速后,驱动轴柄15沿逆时针方向转动,此时压头即可以由砝码18通过大杠杆19、小杠杆1及压轴3的作用,以一定大小的载荷压入试样。

停留一定
时间后,电动机自动反转,曲柄连杆带动摇杆上升而卸除载荷。

在关闭电动机后,反时针方向转动手轮,使工作台下降并取下试样。

最后用读数显微镜测出压痕直径d值,根据d值的大小查表即可求得布氏硬度值。

JC-10型读数显微镜:读数显微镜的结构如图1-4所示。

图1-4 JC-10型读数显微镜的结构
读数显微镜由测微目镜组、物镜筒1、长镜筒2、镜筒底座3所组成。

长镜筒靠镜筒锁紧螺丝20与镜筒套合座19连接。

在测微目镜组中,在目镜的焦面上固定不动地装着刻有从0到6mm标尺的分划板4,一格的分划值为1mm。

分划板的刻线面朝下,就在这个下平面上,在允许的间隙内,装着第二块玻璃分划板5,在其朝向目镜的上平面上刻有互为直角的二根长丝。

分划板5坚实地与分划板座6连接,下分划板座6可以沿读数鼓轮的测微螺丝7的轴心移动。

下分划板6的移动平滑性由精致的滑板8、滑板槽9、拉力弹簧10、测微螺丝7与固定的读数指示套11内的开口螺帽12的良好配合来保证。

当以顺时针方向旋转读数鼓轮时,测微螺丝7使下分划板座6带动下分划板5向前移动;当以逆时针方向旋动读数鼓轮时,拉力弹簧10则向后拉回下分划板座6连同下分划板5。

读数鼓轮的测微螺丝的螺距为1mm,而不动的上分划板4的分划值也等于1 mm,所以读数鼓轮转动一周,下分划板5上的长线就相对上分划板移动一格。

这样根据不动的上分划板便可以读出读数鼓轮的整转来。

读数鼓轮分成100个格,而测微螺丝的螺距等于1mm,读数鼓轮转动一格便为,全部读数等于上分划板上的读数加上读数鼓轮上的读数。

读数显微镜的使用方法:将仪器置于被测物体上,使被测物件的被测部分用自然光或用灯光照明,然后调节目镜螺旋,使视场中同时看清分划板和物体象。

进行测量时,先旋动读数鼓轮,使刻有长丝的玻璃分划板移动,同时稍微转动读数显微镜,使竖直长丝与被测圆孔压痕的一边相切,得到一个读数,然后再旋动读数鼓轮,使竖直长丝与被测圆孔压痕的另一边相切,又得到一个读数,二者之差即为被测圆孔压痕的直径。

TH320全洛氏硬度计:
本硬度计功能设置方法详见其操作规程。

将试样放置在样品台中央,顺时针平稳转动手轮,使样品台上升,试样与压头接触。

此时屏幕上出现压头运动过程示意图,最后一格表示加载初试验力终止位置。

平缓转动手轮,直到压头达到终止位置,同时伴有蜂鸣报警,此时应立即停止转动手轮。

如果手轮转动有少量过量,不影响测量结果即精度,如果转动过量较大,试验机自动报警,并提示此时应重新开始。

初试验力加载完成后,测试开始自动进行。

依次完成一下过程:主试验力加载,加载完成后开始设定保持时间倒计时,保持总试验力,时间到后立即开始卸载,最后显示测试结果。

逆时针转动手轮,样品台下降,全部试验力卸除,所有试验参数自动记忆,等待下次测试。

四、实验内容及操作步骤
1.了解硬度计的构造、原理、使用方法、操作规程和安全注意事项。

2.根据被测材料的种类、热处理状态等选择适宜的硬度标尺。

3.按照仪器设备的操作规程分别进行布氏硬度和洛氏硬度测定。

五、注意事项
1.试样两端要平行,表面应平整,若有油污或氧化皮,可用砂纸打磨,以免影响测量。

2.圆柱形试样应放在带有“V”型槽的工作台上操作,以防试样滚动。

3.加载时应细心操作,以免损坏压头。

4.加预载荷(10kgf)时若发现阻力太大,应停止加载,立即报告,检查原因。

5.测定硬度值,卸掉载荷后,必须使压头完全离开试样后再取下试样。

6.金刚石压头系贵重物件,质硬而脆,使用时要小心谨慎,严禁与试样或其他物件碰撞。

7.应根据硬度试验机试样范围,按规定合理使用不同的载荷和压头,超过使用范围将不能获得准确的硬度值。

六、实验报告要求
1.写出实验目的;
2.写出实验过程;
3.实验结果记录,将实验数据填入表格内,采用正确的标注方法表示实验结果;要求在实验报告纸上重新画数据记录表,以方便装订。

4.分析说明布氏硬度和洛氏硬度的优缺点及其选用的基本原则;
5.本次实验的体会。

附、实验记录
表1布氏硬度测定数据记录表。

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