文档介绍：实验二钢的热处理及硬度测定
一、实验目的
1•了解钢的基本热处理工艺。
2•了解布氏和洛氏硬度计的主要原理、结构及操作方法。
3•了解不同的热处理工艺对钢的性能的影响。
二、实验原理
热处理是充分发挥金属材料性能潜力的重要方裂。因此，可根据C曲线图（见图
1-3-1,使淬火工件在过冷奥氏体最不稳定
的温度范围（650~550C进行快冷，而在
较低温度（300~100C时的冷却速度则尽
可能小些。
钢的回火是把经过淬火后的钢再加热
到1Ac线以下某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺，其主要目的是改善淬火组织（马氏体的韧性，消除淬火时产生的残余内应力并减小钢件的变形。回火温度和保温时间是回火工艺的两个重要参数，根据回火温度的不同，回火又
可分为低温回火（小于250E冲温回火（250~500C和高温回火（500~650°C。
、结构及操作方法
硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。压入法就是把一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，
常用的压入法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。
1布氏硬度
布氏硬度试验是施加一定大小的载荷 P，将直径为D钢的球压入被测金属
表面后保持一定时间，然后卸除载荷，根
据钢球在金属表面上所压出的压痕直径
n |-J 2 HB - 3(“尙術氏練竣* L机
查表即可得硬度值。
用钢球压头所测出的硬度值用 HBS 表示;用硬质合金球压头所测出的硬度值用HBW表示。布氏硬度的优点是测定结果较准确，缺点是压痕大。目前布氏硬度计一般以钢球为压头，主要用于测定较软的金属材料的硬度。布氏硬度值的计算式如下：
HBS (HBW
- ~d-
=?式中P——试验力（N ;
D 压头球体直径(mm ;
d 相互垂直方向测得的压痕直径 1d、2d的平均值(mm。
布氏硬度试验机的外形结构如图1-3-2所示,其基本操作和程序是：
(1将试样放在工作台上，顺时针转动手轮，使压头向试样表面直至手轮对下面螺母产生相对运动(打滑为止。。
(2按动加载按钮，开始加主载荷，当红色指示灯闪亮时，迅速拧紧紧压螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间后，转动即自行停止。
(3逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径
d，以此查表即得HBS值。
2洛氏硬度
洛氏硬度以顶角为120C的金刚石圆
锥体作为压头，以一定的压力使其压入材料表面，通过测量压痕深度来确定其硬度。被测材料的硬度可在硬度计刻度盘上读出。洛氏硬度有HRA、HRB和HRC三种标尺,其中以HRC应用最多，一般用于测
量经过淬火处理后较硬材料的硬度。
在实际使用中为了使硬材料的洛氏硬度值比软材料的高，以符合人们的习惯。
因此被测试材料的硬度值尚须用下式作适当变换：
23(K h h K e
H R c c ---==式中,K ——常数,, (1/16
;
c 常数，采用金刚石压头或钢压头时都为 ; 3h、2h 施加载荷前后
的压痕深度(mm。
常用的三种洛氏硬度试验规范见表 1-3-1。
符号
表P3d 常用三种洛氏硬度试骗
硬度值有效范围
HRA金刚石圆锥120°
588. 4
20 〜88 HRA
L 5875 mm
HRB (1/心钢球
980. 7
20 〜100 HRB
HRC 金刚石圆锥120°
1471
20 〜70 HRC
洛氏硬度试验机的结构如图1-3-4所示，其基本操作程序是：
(1将试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触，直至表盘小指针指到“C为止，然后将表盘上指针调零。
(2按动按钮或转动手柄，加主载荷，当表盘大指针反转停止后，再顺时针旋转摇柄卸除主载荷，此时表盘大指针即指示出该试样的
HRC值。
（3逆时针转动手轮,取出试样，硬度测定完毕。
神号
庄脅
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欧更值
HR A
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L 547S mm
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20- ]D0 IIRH
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HRC'去鸚石m博I2J1-
HR A金刚石曲嚴120*
一
„vn L 5875 mm
H 球
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HR<^ 金刚石 )20-
3维氏硬度
，区别在于压头采用锥面夹角为
136 C
—载
维氏硬度测定