项目十七、测定硬度

1、项目十七、测定硬度【概述】硬度是高分子材料的一个重要物理性能。 在高分子材料的制造和加 工中，经常要测试材料的硬度，来确定加工方法，了解材料的用途等。 经过此专项能力的培养，能使你掌握硬度的基本定义、种类、测定原理 及测定方法。了解测定硬度的操作方法，学会正确使用洛氏硬度计，熟 练准确地进行硬度测定。【学习途径】知识部分? 硬度的基本概念、种类及表示方法? 测定硬度的原理及方法操作技能部分? 硬度测定仪的构造和使用方法? 测定洛氏硬度的操作方法【评价标准】熟练掌握硬度的测定方法，并在 1h 内完成洛氏硬度的测定。专项能力培训目标】通过此专项能力的学习，你应该掌握：知识? 硬度的基本概念、种类及

2、表示方法? 测定硬度的原理及方法技能? 硬度测定仪的构造和使用方法? 熟练、准确地测定试样的洛氏硬度【评定方法】 （ 考核）应知自测当你通过学习后，应能熟练掌握本专项能力所需的知识要求， 能在 规定时间内正确完成本学习包中的自测题 （ 也可根据指导教师要求进行 测试）应会测试 （操作考核 ）当你通过学习和自测后， 认为已能达到本专项能力的培训要求，可 参加专项能力的技能操作考核，考核成绩由指导教师认定。在您参加考核之前，应先检查一下自己是否已完成了下列学习任 务：? 复习与本专项能力相关的模块。? 学习并掌握本专项能力所需的知识、并通过自测。? 能熟练使用完成本专项能力所需的仪器、设备、试剂，

3、完成规定 的测试任务。【硬度的定义】硬度是高分子材料的机械性能之一， 是指材料抵抗其他较硬物体压 入其表面的能力。 各种材料的硬度通常是根据标准的球形体压入时所呈 现阻力的大小来判定的。各种不同的材料，根据试验方法的不同，可用 不同的量值来表示硬度。洛氏硬度用规定的压头， 对试样先施加初试验力 （ 辅助小载荷 ） ，再施加主试 验力（主载荷 ） ，然后返回到初试验力， 用前后两次初试验力作用下的压 头压入深度差求得的值，即为洛氏硬度。洛氏硬度值总是用一刻度符号代表压头尺寸、 载荷和所用的刻度盘 标度，其硬度标度有 R、L、M、E 标度之分。在每一标度下，数值越高， 材料越硬，它们之间的硬度稍有

4、重迭。因此，同一种材料在不同的标度 上很可能得到两个不同的刻度盘读数。各种洛氏硬度标度的初试验力、 主试验力及压头直径见下表。各种洛氏硬度标度的初试验力、主试验力及压头直径洛氏硬初试验力主试验力压头直径mm度标度N (kgf)N (kgf)基本尺寸极限偏差R98.07(10)588.4(60)12.700士 0.015L98.07(10)588.4(60)6.350M98.07(10)980.7(100)6.350E98.07(10)980.7(100)3.175邵氏硬度将规定形状的压针，在标准的弹簧压力下压入试样，用压针压入试 样的深度（穿透力）来表示试样的硬度。邵氏硬度分为邵氏 A和邵氏D

5、。 它们的区别是所采用的压针尺寸不同，邵氏A适用于较软的塑料，邵氏D适用于稍硬的塑料。【硬度计的结构与工作原理】洛氏硬度计洛氏硬度计主要由机架、压头、加力机构、硬度指示器和计时装置 组成。洛氏硬度的测定方法是把试样放置在试样平台上，再将钢球下落至试样的表面上以施加一个较小的初试验力 （辅助初载荷）。该初试验力将 钢球轻微地压进试样，并使钢球与试样良好地接触。在初试验力作用下， 把刻度盘刻度调到零，接着打开锁紧杆，立即施加一个大的主试验力（主 载荷）,15s后卸去主试验力，让试样再恢复 15s，洛氏硬度即可从在初 试验力 （ 辅助小载荷 ） 存在下所得读数中直接读出。邵氏硬度计邵氏硬度计主要由读

6、数盘、压针、下压板及对压针施加压力的弹簧组成。邵氏硬度计分为 A型和D型，两者的基本差别是压头的形状和大 小不同。邵氏硬度计的结构简单， 试验时用外力把硬度计的压针压在试样表面上，压针压入试样的深度可用下式表示：式中：T压针压入试样的深度，mmH-所测硬度值;2.5 压针露出部分长度， mm；0.025 硬度计指针每度压针缩短长度， mm。从上式中可以看出，压针压入深度越深，硬度值越小。邵氏硬度计 在测定时，其锥形压针靠弹簧压力作用于被测试样上， 压针行程为 2.5mm 时，硬度计指针应指于刻度盘 100 度的位置。 刻度盘上的硬度值是根据 相似三角形运动原理及弦等分定理设计的。 每个刻度值相

7、当于压针压入 试样0.025mm的深度。【洛氏硬度的测定方法】(1) 标度的选用根据材料的软硬程度选择适宜的标度，尽可能使洛氏硬度值处于 50115之间。如果一种材料用两种标度进行试验时，所得值都处于限 值内，则选用较小值的标度。相同材料应选用同一标度。(2) 把试样置于工作台上，旋转丝杆手轮，使试样慢慢无冲击地与 压头接触，直至硬度指示器短指针指于零点，长指针垂直向上指向 B30 处，此时已施加 98.07N 的初试验力 (长指针偏移不得超过5 个分度值， 若超过此范围不得倒转，应改换测试点位置重做 ) 。(3) 调节硬度指示器，使长指针对准 B30,再于10s内平稳地施加 主试验力并保持15s，然后再平稳地卸除主试验力，经 15s时读取长指针所指的B标尺数据，准确到标尺的分度值。 此读数即为试样的硬度测 定值。(4) 反向旋转升降丝杆手轮，使工作台下降，更换测试点。重复上 述操作，每一试样测试5点。(5) 测定结果以5个单个测定值的算术平均值表示，取三位有效数字。 洛氏硬度值用前缀字母标度及数字表示。例如HRM7C则表示用M标度测 定的洛氏硬度值为70。? 注意事项(