文档介绍：金属硬度测定实验报告
篇一:金属材料的硬度试验实验报告
实验五硬度实验

1. 了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2. 了解布氏硬度实验机的主要结构及操作方法。
硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力,是重要的机械性能之一。它是给初级金属材料软硬程度的数量概念,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,硬度实验方法简单,操作方便,出结果快,又无损于零件,因此被广泛应用。测定金属硬度的方法很多,有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。 1. 布氏硬度(HB)
(1)布氏硬度实验的基本原理
布氏硬度实验是以一定直径的钢球施加一定负荷P,压入被测金属表面(如图1所
示)保持一定时间,然后卸荷,根据金属表面的压痕面积F求应力值,以此作为硬度值的计量指标,以HB表示,则
(5-1)
式中:P—负荷(kgf); D—钢球直径(mm) h—压痕深度(mm)
图5-1 布氏硬度实验原理图
由于测量压痕d要比测量压痕深度h容易,将h用d代换,这可由图5-1(b)中的△Oab关系求出:
(5-2)
将式(5-2)代入式(5-1)即得:
(5-3)
式(5-3)中,只有d是变数,所以只要测量出压痕直径,就可根据已知的D和P值计算出HB值。在实际测量时,可根据HB、D、P、d的值所列成的表,若D、P已选定,则只需用读数测微尺(将实际压痕直径d放大10倍的测微尺)测量压痕直径d,就可直接查表求得HB值。
由于金属材料有硬有软,所测工件有厚有薄,若采用同一种负荷(如
3000kgf)和钢球直径(如10mm)时,则对硬的金属适合,而对软的金属就不合适,会使整个钢球陷入金属中;若对厚的工件适合,而对薄的金属则可能压透,所以规定测量不同材料的布氏硬度值时,要有不同的负荷和钢球直径,为了保持统一的,可以相互进行比较的数值,必须使P和D之间保持某一比值关系,以保证所得到的压痕形状的几何相似关系,其必要条件就是使压入角保持不便。由图5-1(b)可知:
(5-4)
将式(5-4)代入式(5-3)得:
(5-5)
式(5-5)说明,当φ值为常数时,为使HB值相同,P/D2也应保持为一定值,因此对同一材料而言,不论采用何种大小的负荷和钢球直径,只要满足P/D2=常数,所得的HB值都是一样的。对不同材料,所测得的HB值也可进行比较。P/D2比值有30、10、2 .5三种,其试验数据和应用范围可参考表5-1。
表5-1 各种负荷、压头及应用范围
(2)布氏硬度试验的技术要求
1) 被测金属表面必须平整光洁。
2) 压痕距离金属边缘应大于钢球直径,两压痕之间距离应大于钢球直径。 3) HB 〉450的金属材料不得用布氏试验机测定。
4) 用读数测微尺测量压痕直径d时,应从相互垂直的两个方向上测量,然后取
其平均值。 5) 查表时,若使用的是5、,则应分别以2和4倍压痕直径查
阅。 6) 为了表明试验条件,可在HB之后标注D/P/T,如HB10/3000/10,即表示此硬度值
是在D=100mm,P=3000kgf,T=10秒的条件下得到的。(3)布氏硬度试验机的结构及操作
HB-3000型布氏硬度试验机的结构如图5-2所示。它是利用杠杆系统将负荷加到金属表面上的。加卸负荷都是自动的。
图5-2 HB-3000布氏硬度试验机外形结构图
试验时,将试样置于试样台上,顺时针转动手轮,使试样上升直到钢球压紧并听到“卡”一声为止。按上电钮,此时电动机通过变速箱使曲轴转动,连杆下降,负荷通过吊环和杠杆系统施加于钢球上,保荷一定时间后,电动机自动运转,连杆上升,卸除负荷,使杠杆及负荷恢复到原始状态,同时电动机停止运转,再
反向回转手轮,使试样台下降,取下试样,即可进行压痕直径的测量,查表即得HB值。

1. 简述布氏硬度试验原理。
2. 如何测定金属材料的布氏硬度值? 3. 进行试验时,应注意哪些基本要求?
篇二: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