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仅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
2012年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。

材料的硬度值。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可以写成：
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″
160
A
F
H
L
R
100
D
B
E
M
S
150
C
G
K
P
V
表1-1 中最常用的是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
20-67
C
金刚石120°圆锥
10
140
150
HRC
240-900
黑
碳钢、工具钢及合金钢等淬火和回火后的硬度
25-100
B
1/16″钢球
10
90
100
HRB
60-240
红
有色金属及合金退火锅等低硬度零件的硬度
70-85
A
金刚石120°圆锥
10
50
60
HRA
390-900
黑
碳化物、