材料硬度的测定

资料硬度的测定一、???????????实验目的1、认识资料硬度测试的意义；2、认识影响资料硬度的要素；3、掌握静载压入法测定资料维氏硬度与洛氏硬度的原理和方法。二、???????????实验原理硬度是资料的一种重要力学性能，但在实质应用中，因为丈量方法不一样，测得的硬度所代表的资料性能也各异，因此硬度没有一致的意义，各样硬度单位也不一样，相互间没有固定的换算关系。矿物、晶体和陶瓷资料的硬度取决于其构成和构造。离子半径越小，离子电价愈高，配位数越小，联合能就越大，抵挡外力摩擦、刻划和压入的能力也就愈强，因此硬度就较大。陶瓷资料的显微构造、裂纹、杂质等都对硬度有影响。高升温度，硬度将降落。陶瓷及矿物资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次序或反应资料抵挡损坏的能力，不表示软硬的程度，后边的矿物可划破前面的矿物表面。当前莫氏硬度可分为15级。此外两类测定硬度的方法是：回跳硬度和静载压入硬度。回跳硬度反应弹性变形功的大小，但应用最宽泛的是静载压入硬度。静载压入的硬度试验法种类好多，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，使资料产生局部的塑性变形并产生压痕，依据压痕的大小或深度来确立硬度值；压痕大则资料较软，压痕小则资料较硬。布氏硬度法主要用来测定金属资猜中较软及中等硬度的资料，极少用于陶瓷；维氏硬度法及努普硬度法都合用于较硬的资料，也用于丈量陶瓷的硬度；洛氏硬度法丈量的范围较广，采纳不一样的压头和负荷能够获得15种标准洛氏硬度。别的，还有15种表面洛氏硬度。此中，HRA，HRC能用来丈量陶瓷的硬度。一般无机资料也常用显微硬度法丈量，其原理和维氏硬度法相同，但其负荷载只有1～1000g，其d值只有几个微米，故较合用于丈量脆性资料。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、实验资料：实验室标准块样品、购置的建筑陶瓷样品。四、???????????实验步骤（一）维氏硬度测定1、仪器使用预备工作①“零位”查验：查验“零位”的实质是使在Ogf状态时的金刚石角锥体压头顶正直利处在显微镜40倍物镜的物平面上。用“零位”校订显微镜察看压头像，若偏高或偏低可经过调理螺钉调理。②仪器调平：调理三只安平螺丝，使圆水泡居中，这时工作台处于水平地点，也表示加荷主轴处于沿垂地点，这是显微硬度计进行正常工作所一定的。③照明调理：照明调理的目的是要使显微镜视场中看到的试样工作面既光亮又均匀对称。为此可调理照明灯抱的地点及照光亮度旋钮。2、试样安置：关于厚试样可直接放在工作台长进行测定，对薄试样则需要加垫协助工作台。比较方整的试样或圆柱体可用平口钳夹紧，需保证被测试样的表面与钳口的上平面共面。薄片试样可将薄片夹紧器进行装夹，测定0.2--4mm圆柱体试样的端面的硬度时可用圆柱体夹紧器。关于形状比较复杂的部件可用橡皮泥粘在压平台上，而后在压平机上制平，以保证试样表面与工作台的平行度。3、硬度测定选择好欲加载荷后，按下硬度计电源开关，选择适合的保荷时间。布置试样：将试样选择适合的装夹工具布置在仪器工作台上，并将工作台移到左端。(3）调焦：迟缓转着手轮，可看到视场渐渐变得光亮，先看到模糊的灯丝象，然后再看到试样的表面象，直调至最清楚为止。转动工作台上纵横向微分筒，在视场里找出试样需测试部位。推进中平台使工作台移至右端，这时试样从显微镜视场中缓和移到加荷机构的金刚石角锥体压头下边。(6）加荷：按下加荷按钮，当指示绿灯亮，表示开始加荷，红灯亮时表示进入负荷保持时间，当自动卸荷完成后绿灯熄灭，窗口显示又恢复到原来设定的时间，即加荷全过程达成。将工作台推回本来地点进行压痕对角线的测定。旋转测微目镜可用相同方法测得另一条对角线长度(8)重复5～10的丈量步骤，可对同一物体丈量不超出9点硬度值。（二）洛氏硬度测定1、转动变荷手轮，确立试验力（HRA转到60(588N)处，HRB转到100(980N)处，HRC转到150(1471N)处）。????2、装压头，将插入压头柄缺口上，拧紧止紧螺钉（HRA和HRC用金刚石压头，HRB用直径1.5875mm硬质合金球形压头）。????3、将硬度块或工件放入工作台，转动表盘使长指针指准“C”处（测试HRB时，长指针指向“B”处）。转动旋轮使螺杆上涨，试件迟缓无冲击地与压头接触，此时察看表盘并慢慢上涨螺杆，使长指针转过三圈基本指向“C”处（注：长指针的指向偏差不可以超5个分度值，若超此范围，应换测点重做）。此时已施加了98.07N初试验力。转动表盘，使长指针瞄准“C”位。????4、加卸荷手柄。后推后推手柄加载试验力。手柄应在2-8秒内推至。总试验力保持时间为5秒（加载试验力后察看表盘，等到长指针静止不动时开始计时）。时间到后将加卸荷手柄安稳的向前拉（即：卸除主试验力）。????5、此时，表盘长指针指向的数据即为被测试件的硬度值（当测试HRB时，硬度示值从内圈数值中读取）。????6、反向旋转旋轮，试台降落，改换测试点，重复上述操作。????7、在每个试件上的测试点许多于5点。对大量量部件查验，测试点可适合减少。8、试验结束后用防尘罩将机器盖好。五、实验结果计算1、维氏硬度：

?式中：Hv—维氏硬度（

2kgf/mm）；P—?负荷（kgf）；S—?压痕面积（

2mm）；d—?2压痕对角线长度（mm）；α—?压头二相对棱面的夹角（136?）。2、均匀值AVG：?=3、不均匀度DD：DD=

，N为丈量次数。，Hmax、Hmin丈量列中的最大值与最小值。4、标准偏差

S：S=

，Hi为第一个丈量结果。六、思虑题1、资料硬度测试有几种方法？它们的合用对象是什么？2、维氏硬度与洛氏硬度测试方法的异同是什么？3、影响资料硬度测试正确性的要素是什么？七、注意事项（一）维氏硬度测试1、试样表面的规定。试样的表面应当是圆滑平面，不该有氧化层及污物。试验面粗拙度一定保证压痕对角线能精准地丈量。????2、试样厚度的规定。试样（或试验层）的厚度起码应为压痕对角线均匀长度的1.5倍。试验后，试样支撑面不该出现可见变形印迹。????3、两相邻压痕中心距离及任一压痕中心至试样边沿距离的规定。对黑色金属，两相邻压痕中心间距或任一压痕中心距试样边沿距离应不小于压痕对角线均匀值的5倍。????4、丈量压痕均匀对角线长度的规定。卸除试验力后，丈量压痕的对角线长度。两对角线长度之差不该超太短对角线长度的2%。????5、试验力保持时间的规定。试验时应均匀安稳地施加试验力，不得有冲击和震动。试验力的保持时间：黑色金属为10~15s，有色金属为30±2s，如还有要求时间能够延伸，其偏差为±2s。????6、测定非平面度的修正规定。主试验样为球面式圆柱面时，则所测之值应加以修正。即需将所得之值乘修正系数。????7、试验时，每个试样起码测定三个点的维氏硬度值。（二）洛氏硬度测试1、工件的表面情况对测试结果影响很大,?被测试的表面应比较圆滑。2、?测试工件为曲面时,?产生检测偏差，这类偏差