长安大学材料专业综合实验报告

长安大学材料学院《综合实验》实验报告

姓名：

学号：

专业：材料成型及控制工程

时间：2011年9月

指导老师：

第一篇：基础实验

1.金属力学性能实验指导老师：

2.金相综合分析指导老师：

3.铸造综合设计实验指导老师：

4.钢的热处理指导老师：第二篇：综合实验

一、金属力学性能实验

实验一冲击试验

一、一次摆锤冲击弯曲试验

1、试验机的原理

本实验采用30/15公斤*米摆锤式冲击试验机。试验时把试样放在试验支座上，然后将扬起的一定高度的摆锤释放下来，把试验一次冲断，冲断试样所需的功是靠消耗摆锤的位能来供给的。材料的冲击韧性指标A

值是以冲断试样时单位面积上所消耗

K

的功来衡量的。

2、试样及试验的要求

值得影响是很大的。因此，为了使获得数值能相互试样尺寸、形状、加工精度对A

K

比较，国家标准钟规定了试样的式样，试样上刻槽的目的是为了使试样处于较硬的应力状态，使试验条件更接近与工程材料的冲击负荷下工作的情况。

如果试样需要经过热处理，开槽工作应该在热处理条件下进行，这样是为了防止热

值。

处理时产生氧化、脱碳、裂纹等缺陷而急剧影响A

K

3、试验程序

①检验试验机的零点：把摆锤架好释放空打一次，看指针指数是否指“0”若不在

“0”需进行检查、调整

②试样安放在机座上，刻槽背面应对准摆锤的刀口上

③架好摆锤指针拨到最大读数处。

④释放摆锤冲击，并制动摆锤，读出A

数值。（冲击过程要注意安全，人要离开

K

摆锤摆动平面）。

值

⑤计算A

k

⑥观察断口形状，并分析其韧脆性。

，进行正确认识一次冲击指标的意义。

4、试验目的：1.测定材料的冲击韧性A

k

2.分析断口形貌，确定材料的韧脆性。

实验二硬度试验

一、实验目的

1、掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度、的试验方法及应用范围

2、验证材料的硬度和抗拉强度之间的经验关系式。

二、布氏硬度试验

1、布氏硬度试验原理：布氏硬度用符号HB表示，布氏硬度的测定原理是在直径为

D（毫米）的淬火钢球上施加规定的负荷P（公斤力），压入试样表面，保持一定的时间后卸除负荷。以压痕表面面积F上所承受的平均压力（Mpa/㎡)来表示布氏硬度数值，一般不标单位。

2、布氏硬度机的操作

①、根据试样形状选择载物台、必须保证所施力与试样表面垂直。

②、选择负荷和负荷保持时间。

③ 、转动加载手轮、使工作台缓慢上升，使压头与试样接触，压紧、

④ 、打开电源开关，电源指示灯燃亮，然后启动按钮开关，在加荷指示灯燃亮的同时迅速拧紧计时压紧螺母。直至电动机自动停止运转为止，卸下试样。

三、洛氏硬度试验

1、洛氏硬度以符号HR 表示，有数种不同的落实硬度标度，我国常用的有三种，即：HRA 、HRB 、HRC 。洛氏硬度试验也是压入硬度法的一种，是以压痕深度大小来表示材料的硬度值。它的压痕较小，可测量较高和较低的硬度，可直接读数，操作方便，生产检验效率高，为热处理车间产品检验主要方法之一。

2、洛氏硬度试验操作方法

① 准备工作：根据试样材料按试验规范选择压头和负荷；根据试样形状选择工作台，务必使试样能稳妥地放在其上，并使试样表面与压头保持垂直；试样表面要磨平，试样的支撑面也应五氧化皮等污染物。

② 将试样放在工作台商，旋转手轮，使工作台上升，试样缓慢与压头接触，直至小指针指到红点，大指针垂直向上在5格范围内，表面已加10公斤力的初负荷；旋转指针表盘，使大指针对准表盘0点。

③ 将操纵手柄推向后方，将主负荷加载压头上，此时，大指针逆时针方向 转动。 ④ 当大指针停转后，扳回手轮卸除主负荷，大指针回转一段距离。此时，大指针所指的数字即为洛氏硬度值。

⑤ 下降丝杆，取下试样，试验完毕。

3、洛氏硬度试验注意事项：

① 更换压头或载物台时注意将配合处搽拭干净。放置后，应初步试验几次，直到连续两次所得硬度值相同后才能开始正式试验。目的是为了使压头及载物台接触部分压紧，接触良好。

② 金刚石压头很脆，任何时间都要记住不要与试样、载物台等硬物相碰；当更换压头、载物台时，应先用手轮把载物台旋至较低位置，在用手指覆盖住金刚石尖端，然后在作更换动作。

③ 压痕间距或压痕试样边缘距离：HRC 、HRA 、应大于2.5毫米，而HRC 应大于4毫米。

四、维氏硬度法试验原理

1、维氏硬度以符号HV 表示，与布氏硬度一样，维氏硬度也是根据压痕凹面积上所承受平均压力来确定的，即： HV=凹

F P 公斤/毫米2 式中：P ——负荷（公斤）

F ——压痕凹陷面积（毫米2)

但维氏硬度所用的压头不是钢球，而是锥面夹角为136o 的金刚石四方角锥。

2、维氏硬度试验注意事项

① 试样的准备；维氏硬度试验时一般压痕较小。为了保证测量准确。试样表面光洁度的要求比其他方法的高，加工精度在-5以上。表面不应有锈蚀，机加工粗划痕及油污等。试验面与支撑面应平行，保证试验面能与压头轴线垂直。

② 当硬度HV>500时，不允许选用超过50公斤的负荷。为了使压痕测量准确性高些，压痕大一些好。试验薄片或薄层时，为了防止压透，其负荷应根据压痕对角线

长度至少应小于零件厚度的1.5倍选择之。

③加荷时，保荷时间应不小于10秒。

④压痕间距离应不小于压痕对角线的2.5倍。

⑤测量压痕对角线时，应两对角线同时测量求平均值，然后在查表或计算的HV

值。由于维氏硬度试验压痕一般较小，代表性差，因而最好多测几点，取其硬度值的平均值。

五、显微硬度试验

用布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等等试验法测定材料的硬度时，只能得到金属材料组织的平均值硬度。这就是说，当金属材料是由几个相的机械混合物组成时，测得硬度值只是这个混合物的平均硬度。当测量某个相、某个晶粒、夹杂物或其他组成物的硬度时，或者对于研究扩散层组织，偏析相、硬化层深度以及极薄层试样等等，这时就可应用显微硬度试验法。

实验三疲劳实验

一、实验目的

1、描绘疲劳曲线，并求疲劳极限σ

-1

。

二、试验用设备

疲劳极限是疲劳曲线的水平部分，它表征材料能够承受无限次循环交变载荷的作用而不被破坏的能力。一般是在旋转对称弯曲疲劳试验机上测定纯弯曲的对称疲劳极

限σ

-1

。

三、试验过程

在同样的试样选取6-8根，第一根试样上所施加的应力，对钢为0.6σ

b

，对有色金

属及基合金0.4σ

b

，以后每根试样应根据断裂周次相应地递减或增加2-4公斤力/毫米2，要做到断而不断之应力差<1公斤力/毫米2，如有多余试样，即可在断与不断之间重复几次试验，以取得精确的试验结果。

试验时的注意事项：

①试样不得有偏心现象。将试样安上后，静态检查用手旋转试样，并用磁座千分

表的杆端与试样接受，偏差不得大于±0.01毫米，空载开动试验机，其偏差不得大于±0.03毫米。

②曾作过的试验但未断的试样，决不允许在其他应力下进行试验。

③试验中途因故障停车的试验，不许重新再试，应做报废处理。

④断与圆弧和明显可见的冶金缺陷处的试样，结果无效。

实验四静拉伸试验

一．试验目的

1、掌握拉伸试验机和引申义等设备仪器的使用方法。

2、掌握钢材的强度指标σ

b 、σ

s

、（σ

0.2

）、σ

k

及塑性指标δ、ψ的测试方法。

3、对拉伸试样断口进行初步宏观分析，并说明其韧脆性。

二、试验用设备与仪器

静拉伸试验在万能材料试验机上进行，万能材料试验机有机械式和油压式，最新的电子拉伸试验机。

三、测试过程

在试样上打好标距100mm，并分成10格。

检查设置，调整使之处于工作状态。