课件一硬度实验

机械工程材料实验一

金属材料的硬度实验

机械工程材料实验一

金属材料的硬度实验

硬度：硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，是指金属材料表面抵抗塑性变形的能力。硬度的测量：压入法、刻划法、回跳法和摆动法，在实际生产中广泛采用压入法来测量硬度，它属于非破坏性实验。课件一硬度实验目前使用压入法测硬度的方法包括：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。标准编号标准名称使用范围GB231—84布氏硬度HB黑色和有色金属的原材料，退火或正火钢GB230—83洛氏硬度HR热处理后的金属材料GB4340—84维氏硬度HV薄板材或金属表层GB4342—84显微硬度HM组织组成物或相组成物目前使用压入法测硬度的方法包括：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度一、布氏硬度测试原理与方法1、布氏硬度测试原理

用一定直径D（mm）的淬火钢球或硬质合金球，以规定的载荷力P（Kgf或N）压入试样表面（图1），经规定时间t秒后卸除载荷，试样表面将残留压痕。定义单位压痕表面积的载荷大小为布氏硬度。图1布氏硬度实验原理及压痕尺寸示意图D/2Pd/2h一、布氏硬度测试原理与方法1、布氏硬度测试原理用一定5设压痕平均直径为d（mm），可得压痕深度为：

球冠形压痕表面积为πDh，由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，所以布氏硬度的计算公式可表示为：

5设压痕平均直径为d（mm），可得压痕深度为：球冠形（1）试样要求：试样厚度>8h，试样表面要与试验台平行，并有一定的光洁度，保证压痕边缘清晰，测量精确。（2）试验力和压头球直径的选择还需要遵循的一个规则是：0.24D

<

d

<

0.6D。（3）压痕中心至试样边缘的距离应不小于压痕直径的2.5倍，两压痕中心相邻距离应不小于压痕直径的4倍。（4）压球直径、试验力及试验力保持时间按下表选择2、布氏硬度测试注意事项（1）试样要求：试样厚度>8h，试样表面要与试验台平行，并有金属种类布氏硬度值范围HBS（HBW）试样厚度mmP/D2K压头直径Dmm试验力kN试验力保持时间S黑色金属

140～4506-34-2<23010.05.02.529.427.3551.83912<140>66-31010.05.09.8072.54212有色金属

>1306-34-2<23010.05.02.529.427.3551.8393036-1309-36-31010.05.09.8072.542308-35>62.510.02.54260金布氏硬度值范围HBS（HBW）试样厚度P/D2压头直径D3、布氏硬度计实验操作方法①.

Selecttheindenter(Φ10、Φ5、Φ2.5),rationalload(187.5kg、750kg、3000kg)andthecorrespondingloadholdingtime(10秒、30秒、60秒)。

根据硬度测试范围和试样厚度情况选用合理选择负荷并选择相对应的负荷保持时间。②.将试样放在工作台上，顺时针方向旋转手轮，工作台上升，使压头压向试样表面直到手轮与下面螺母产生相对滑动为止或听到“嘎达”一声。③.

按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。④.

逆时针方向旋转手轮，使工作台降下。取下试样用读数显微镜测量压痕直径d值，将测得的结果查表确定试样硬度值。3、布氏硬度计实验操作方法4、测量读数显微镜的正确使用①.读数显微镜使用前，首先检查微分筒零位刻线与目镜中划上零位刻线(相互垂直十字线)是否重合,如不重合进行调整后再使用②.用读数显微镜测量压痕直径时，将此显微镜放在被测试件上。然后仔细调整目镜和物镜焦距,测量压痕直径d的值。4、测量读数显微镜的正确使用①.读数显微镜使用前，首先检查5、硬度值书写格式

208HBS10/3000

加载3000Kgf力

D10钢球

208布氏硬度值500HBW10/3000

加载3000Kgf力

D10硬质合金球

500布氏硬度值5、硬度值书写格式布氏硬度计的特点是：实验数据准确，重复性好。但测试较麻烦，工作效率低，压痕大，不宜测量薄件或成品件。布氏硬度计的特点是：实验数据准确，重复性好。但测二、洛氏硬度测试原理与方法

以金刚石锥体或淬火钢球为压头，在初始载荷及总载荷（初载荷与主载荷之和）的先后作用下，经规定加载保持时间后，卸除主载荷，以残余压痕深度值（h1-h0）（h0表示初载荷压入深度，h1表示总载荷压痕深度）表征洛氏硬度值的大小。图2

洛氏硬度实验原理图↓P00131322hh1h2h3圆锥压头二、洛氏硬度测试原理与方法以金刚石锥体或淬火钢球为压130-0:未加载荷时压头（120º金刚石圆锥体）未接触试样时的位置1-1：压头在预载荷P0(10KG)的作用下压入试件深度为h1时的位置。h1包括预载所应起的弹、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，压入深度为h2.此时产生了塑性变形和弹性变形3-3：去除主载荷P1但仍保留预载荷P0时的位置，由于P1所引起的弹性变形被消除，所以压头的位置提高到了h3，此时压头受主载荷作用实际压入试件深度为h=h3—h1130-0:未加载荷时压头（120º金刚石圆锥体）未接触试样

洛氏硬度标尺硬度符号压头类型初始试力F0/N主试验力F1/N总试验力F/N适用范围AHRA120º金刚石锥体98.07490.3588.7320-88HRABHRB

Φ1.5875mm钢球98.07882.6980.6720-100HRBCHRC120º金刚石锥体98.071373.01471.0720-70HRCDHRD120º金刚石锥体98.07882.6980.6740-77HRDEHREΦ3.175mm钢球98.07882.6980.6770-100HREFHRF

Φ1.5875mm钢球98.07490.3588.7360-100HRFGHRG

Φ1.5875mm钢球98.071371.01471.0730-94HRGHHRHΦ3.175mm钢球98.07490.3588.7380-100HRHKHRKΦ3.175mm钢球98.071373.01471.0740-100HRK常用洛氏硬度标度及应用范围洛氏硬度硬度压头类型初始试力主试验力总试验力适用范围A

洛氏硬度实验的特点:操作简单，迅速，压痕小，适合半成品或成品件的质量检验。但因压痕小，测量数据分散，不宜测试组织特别不均匀或组织粗大的材料。洛氏硬度实验的特点:操作简单，迅速，压痕小，适合半成品三、维氏硬度测试原理与方法

维氏硬度的测定原理基本上和布氏硬度相同，也是根据压痕单位面积上的载荷来表征硬度值。不同的是维氏硬度用的压头是两相对面间的夹角为136º的金刚石正四棱锥体。在载荷P的作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，在试样表面形成一个四方锥形的凹坑。图3维氏硬度压头和压痕示意图↓Pd1d2三、维氏硬度测试原理与方法维氏硬度的测定原理基本上和17

测量压痕对角线的长度d1、d2，可计算压痕的表面积，通过下列计算或根据d值查表即可得到维氏硬度值。HV=1.8544F/d1d2

式中F为载荷kg，d1d2分别为压痕两对角线的值，单位为mm。

（d1-d2）/d2≯0.0117

测量压痕对角线的长度d1、d2，

显微硬度实验的特点:由于采用了正四棱锥压头，所以无论载荷的大小所得压痕的几何形状都是相似的，相同材料或不同材料的维氏硬度值具有可比性。

它综合了布氏硬度和洛氏硬度的优点，既可测由软到硬的材料，又能相互比较。既可测大块材料，表面硬化层，又可测金相组织中的不同相。但是，维氏硬度实验效率低，对试样表面光洁度要求较高。显微硬度实验的特点:由于采用了正四棱锥压头，所以无论载四、实验报告1、实验原理2、布氏、洛氏硬度实验操作步骤3、实验结果分析四、实验报告1、实验原理机械工程材料实验一

金属材料的硬度实验

机械工程材料实验一

金属材料的硬度实验

硬度：硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，是指金属材料表面抵抗塑性变形的能力。硬度的测量：压入法、刻划法、回跳法和摆动法，在实际生产中广泛采用压入法来测量硬度，它属于非破坏性实验。课件一硬度实验目前使用压入法测硬度的方法包括：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。标准编号标准名称使用范围GB231—84布氏硬度HB黑色和有色金属的原材料，退火或正火钢GB230—83洛氏硬度HR热处理后的金属材料GB4340—84维氏硬度HV薄板材或金属表层GB4342—84显微硬度HM组织组成物或相组成物目前使用压入法测硬度的方法包括：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度一、布氏硬度测试原理与方法1、布氏硬度测试原理

用一定直径D（mm）的淬火钢球或硬质合金球，以规定的载荷力P（Kgf或N）压入试样表面（图1），经规定时间t秒后卸除载荷，试样表面将残留压痕。定义单位压痕表面积的载荷大小为布氏硬度。图1布氏硬度实验原理及压痕尺寸示意图D/2Pd/2h一、布氏硬度测试原理与方法1、布氏硬度测试原理用一定24设压痕平均直径为d（mm），可得压痕深度为：

球冠形压痕表面积为πDh，由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，所以布氏硬度的计算公式可表示为：

5设压痕平均直径为d（mm），可得压痕深度为：球冠形（1）试样要求：试样厚度>8h，试样表面要与试验台平行，并有一定的光洁度，保证压痕边缘清晰，测量精确。（2）试验力和压头球直径的选择还需要遵循的一个规则是：0.24D

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0.6D。（3）压痕中心至试样边缘的距离应不小于压痕直径的2.5倍，两压痕中心相邻距离应不小于压痕直径的4倍。（4）压球直径、试验力及试验力保持时间按下表选择2、布氏硬度测试注意事项（1）试样要求：试样厚度>8h，试样表面要与试验台平行，并有金属种类布氏硬度值范围HBS（HBW）试样厚度mmP/D2K压头直径Dmm试验力kN试验力保持时间S黑色金属

140～4506-34-2<23010.05.02.529.427.3551.83912<140>66-31010.05.09.8072.54212有色金属

>1306-34-2<23010.05.02.529.427.3551.8393036-1309-36-31010.05.09.8072.542308-35>62.510.02.54260金布氏硬度值范围HBS（HBW）试样厚度P/D2压头直径D3、布氏硬度计实验操作方法①.

Selecttheindenter(Φ10、Φ5、Φ2.5),rationalload(187.5kg、750kg、3000kg)andthecorrespondingloadholdingtime(10秒、30秒、60秒)。

根据硬度测试范围和试样厚度情况选用合理选择负荷并选择相对应的负荷保持时间。②.将试样放在工作台上，顺时针方向旋转手轮，工作台上升，使压头压向试样表面直到手轮与下面螺母产生相对滑动为止或听到“嘎达”一声。③.

按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。④.

逆时针方向旋转手轮，使工作台降下。取下试样用读数显微镜测量压痕直径d值，将测得的结果查表确定试样硬度值。3、布氏硬度计实验操作方法4、测量读数显微镜的正确使用①.读数显微镜使用前，首先检查微分筒零位刻线与目镜中划上零位刻线(相互垂直十字线)是否重合,如不重合进行调整后再使用②.用读数显微镜测量压痕直径时，将此显微镜放在被测试件上。然后仔细调整目镜和物镜焦距,测量压痕直径d的值。4、测量读数显微镜的正确使用①.读数显微镜使用前，首先检查5、硬度值书写格式

208HBS10/3000

加载3000Kgf力

D10钢球

208布氏硬度值500HBW10/3000

加载3000Kgf力

D10硬质合金球

500布氏硬度值5、硬度值书写格式布氏硬度计的特点是：实验数据准确，重复性好。但测试较麻烦，工作效率低，压痕大，不宜测量薄件或成品件。布氏硬度计的特点是：实验数据准确，重复性好。但测二、洛氏硬度测试原理与方法

以金刚石锥体或淬火钢球为压头，在初始载荷及总载荷（初载荷与主载荷之和）的先后作用下，经规定加载保持时间后，卸除主载荷，以残余压痕深度值（h1-h0）（h0表示初载荷压入深度，h1表示总载荷压痕深度）表征洛氏硬度值的大小。图2

洛氏硬度实验原理图↓P00131322hh1h2h3圆锥压头二、洛氏硬度测试原理与方法以金刚石锥体或淬火钢球为压320-0:未加载荷时压头（120º金刚石圆锥体）未接触试样时的位置1-1：压头在预载荷P0(10KG)的作用下压入试件深度为h1时的位置。h1包括预载所应起的弹、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，压入深度为h2.此时产生了塑性变形和弹性变形3-3：去除主载荷P1但仍保留预载荷P0时的位置，由于P1所引起的弹性变形被消除，所以压头的位置提高到了h3，此时压头受主载荷作用实际压入试件深度为h=h3—h1130-0:未加载荷时压头（120º金刚石圆锥体）未接触试样

洛氏硬度标尺硬度符号压头类型初始试力F0/N主试验力F1/N总试验力F/N适用范围AHRA120º金刚石锥体98.07490.3588.7320-88HRABHRB

Φ1.5875mm钢球98.07882.6980.6720-100HRBCHRC120º金刚石锥体98.071373.01471.0720-70HRCDHRD120º金刚石锥体98.07882.6980.6740-77HRDEHREΦ3.175mm钢球98.07882.6980.6770-100HREFHRF

Φ1.5875mm钢球98.07490.3588.7360-100HRFGHRG

Φ1.5875mm钢球98.071371.01471.0730-94HRGHHRHΦ3.175mm钢球98.07490.3588.7380-100HRHKHRKΦ3.175mm钢球98.071373.01471.