文档介绍：材料力学性能实验指导书(金属材料工程专业)张学萍刘志远沈阳理工大学二零一二年三月目录实验一硬度实验……………………………………………………………….……3实验二材料力学性能综合实验………………………………………………………17前言《材料力学性能》这门课的实验是该课的重要组成部分,是该理论课的基础,正确地掌握实验的理论和方法,对提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力有重要意义。编写本实验指导书,是根据《材料力学性能》教学大纲及教材的有关内容、又根据我院设备、仪器实际情况编写的,这样,与教材的内容相一致,便于安排实验教学。本实验指导书将部分单项实验改为综合实验,材料力学性能综合实验不但使学生建立完整的知识体系,还能有效地提高学生的整体思维能力和总结概括能力。本实验指导书适用于:材料成型及控制工程专业编者3月实验一硬度实验实验目的掌握洛氏、布氏硬度的基本原理及测试方法。根据材料的性质正确选择硬度计类型及压入条件。熟悉各种硬度值之间的换算。二、实验内容用洛氏硬度计测定试样热处理前后的硬度;用布氏硬度计测定45刚退火后的硬度;观察维氏硬度计的操作方法(选做)。三、概述硬度试验操作简便,对工件损伤小,可在零件上直接测试,故在生产实践中应用很普遍。硬度所表征的不是一个确定的物理量,它是衡量材料软硬程度的一种性能指标。硬度值的意义随试验方法而不同。硬度试验基本上可分为压入法和刻划法。对于以压入法进行的硬度试验,其硬度值是表示材料抵抗另一物体压入其表面的能力,洛氏、布氏和维氏硬度都属于压入法硬度试验。洛氏硬度试验法。。图1-1为洛氏硬度试验原理图。测试洛氏硬度时,用规定的压头,先后施加两个负荷:预负荷F0和主负荷F1。总负荷F=F0+F1。图1-1中,0-0位置为未加负荷时的压头位置;l-l位置为施加10kg预负荷后的位置,压入深度为h1;2-2位置为加上主负荷后的位置,此时压入深度为h2;3-3位置图1-1洛氏硬度试验原理为卸除主负荷后由于弹性变形的恢复而使压头略微提高的位置,此时压头的实际压入深度为h3。由主负荷引起的残余压入深度h=h3-h1,用此来衡量金属硬度值的大小。若直接用h来表示硬度,则会出现硬的金属硬度值小,而软的金属硬度值反而大的现象。不符常规。为了适宜人们认为数值愈大硬度值愈高的****惯概念,人为规定,用一常数K减去h来表示硬度的太小,。因此,洛氏硬度值的计算公式可写成: 式中:h1—预加负荷压入试样的深度(mm);h3—卸除主负荷后压人试样的深度(mm);K一常数。A和C标尺K=,B标尺K=。因此,洛氏硬度值的计算公式还能够写成:试验时,可选用不同的压头和不同的主负荷,洛氏硬度标尺也随之变化。表1-1为各种洛氏标尺及试验条件。表1-1各种洛氏标尺及实验条件压头标尺符号总负荷(公斤力)金刚石120°圆锥钢球1/16″钢球1/8″钢球1/4″钢球1/2″160AFHLR100DBEMS150CGKPV表1-1中最常见的是HRA、HRB、HRC等三种。表1-2为这三种洛氏硬度标尺的试验条件和应用。表1-2三种洛氏硬度标尺的试验条件和应用洛氏硬度值测量范围HR标尺压头形状预负荷(公斤力)主负荷(公斤力)总负荷(公斤力)符号大致相当的维氏硬度值表盘上刻度的颜色应用20-67C金刚石120°圆锥10140150HRC240-900黑碳钢、工具钢及合金钢等淬火和回火后的硬度25-100B1/16″钢球1090100HRB60-240红有色金属及合金退火锅等低硬度零件的硬度70-85A金刚石120°圆锥105060HRA390-900黑碳化物、、加荷机构、测深机构和压头等组成。1)根据试样的材质、形状和尺寸选择压头、负荷,并安装到位;2)试样平放在载物台上,将压头对准试样表面待测部位;3)顺时针转动载物台升降手柄使试样接触压头,继续转动手柄使百分表的小指针指向红点,这表明预负荷已加完,此时要求大指针不偏离刻度盘零点±5个刻度;4)转动刻度盘使其零点对准大指针;5)扳动加荷手柄施加主负荷,施荷时闻4~6秒,然后平稳地把手柄扳回到卸荷位置;6)从刻度盘的相应标尺读出指针所指的硬度值;7)逆时针旋转手轮,取出试样,测试完毕。测试洛氏硬度时应注意:①为保证试验结果的精度,试样表面应平整、无油污、无氧化皮及凹坑等;试样的厚度不应小于压痕深度的l0倍。②两相邻压痕中心距离及压痕中心至试样边缘距离均不得小于3mm。③洛氏硬度试验如在圆柱或球形表面进行时,应对试验结果加以校正。校正值可经过下列计算公式求得:对圆柱面:对球面:式中:△HRC——应加上的校正值;HRC——球面或圆柱面的硬度