文档介绍：实验二金属硬度的测定
一、实验目的
1、熟悉各种硬度计的构造原理、使用方法。
2、熟悉各种硬度计的应用范围,并根据试样条件选择合适的试验方法。
二、原理概述
硬度是测量金属表面在微小区域抵抗压入塑性变形的能力,它综合的反映了在压痕附近局部体积内金属的弹性,微量变形抗力、塑变强化能力和大量塑变抗力。是应用广泛的一种试验,和其它机械试验比较,有简单迅速,,而且它和强度有一定的关系。
金属材料硬度以压入法应用最广,压入法的原理是利用高硬度钢球,金刚圆锥或角锥,以一定压力压入被测金属表面,得到一个压痕,然后除去载荷,测压痕的直径,用对角线的宽度的大小来确定硬度。钢球或金刚石锥体称为压头,所加压力称为载荷。
压入法有布氏法、洛氏法和显微维氏硬度法三种,下面介绍三种硬度试验的原理和仪器的使用规则。
(1) 布氏硬度法
布氏硬度试验系用一定直径的钢球,以规定的负荷压入试验材料的表面(见表9),经规定保荷时间后卸除负荷,用读数显微镜量试样表面的压痕直径,计算试样上钢球压痕之球形面积所承受的平均压力(公斤/毫米2),即布氏硬度值,亦可查表。计算公式为:
HB=2PπD(D-D2-d2) 式中P为负荷(Kg)
D为钢球直径(mm)
d为压痕直径(mm)
布氏硬度的符号用D=10mm,P=3000Kg,负荷时间为10秒所测得的硬度以HB表示,如HB=450。若其它试验条件下,符号以相应指数注明钢球直径、负荷大小及保荷时间。例如,HB=/30=216,,.
钢球直径D,负荷大小P与保荷时间t应根据试样预期硬度和厚度按表1选择。
表1 试样厚度、硬度范围与载荷选择
材料
硬度范围(HB)
试样厚度(mm)
P与D关系
D(mm)
P(Kg)
T(s)
黑色金属
140-450
6-3
P=30D2
10
3000
10
4-2
5
750
<2
≤140
≥6
P=10D2
10
1000
6-3
5
250
<3
有色金属
≥130
6-3
P=30D2
10
3000
30
4-2
5
750
<2
36-130
9-3
P=10D2
10
1000
6-3
5
250
≤3
8-35
≥6
P=
10
250
60
6-3
5
<3
布氏硬度计的使用
按表1选择压头,用汽油清洗钢球,用棉花或纱布擦拭干净,装入主轴衬套内,旋紧固定螺钉使其轻轻压于压头固定杆扁平处,然后把工作台装在工作台立柱上,将试样平稳地安放在工件台上。转动手轮使工作台缓缓上升,试样与压头接触手轮至与螺母产生相对滑动,最后将压头紧固螺钉压紧于固定杆的扁平处。
按表(1)选择负荷,砝码吊架挂在大杠杆尾部刀刃上,负荷数为187. 5Kg,,加上500公斤砝码就形成750公斤负荷以此类推。