文档介绍：实验一金属材料硬度实验
一、实验目的
1、了解布氏硬度和洛氏硬度的测定方法。
2、掌握布氏、洛氏硬度试验计的基本构造和操作方法。
二、实验内容及步骤
1、布氏硬度的测定
布氏硬度的测定在HB-3000型布氏硬度机上进行。
(1)实验原理
布氏硬度数值通过布氏硬度试验测定。布氏硬度试验是指用一定直径的球体(钢球或硬质合金球)以相应的试验力压入被测材料或零件表面,经规定保持时间后卸除试验力,通过测量表面压痕直径来计算硬度的一种压痕硬度试验方法。
布氏硬度值是试验力除以压痕球形表面积所得的商。使用淬火钢球压头时用符号HBS,使用硬质合金球压头时用符号HBW,计算公式如下:
HBS(HBW)=
式中:F—试验力(N);
D—球体直径(mm);
d—压痕平均直径(mm)。
由上式可以看出,当F、D一定时,布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。所以在测定布氏硬度时,只要先测得压痕直径d,即可根据d值查有关表格得出HB值,并不需要进行上述计算。
国家标准GB231-1984规定,在进行布氏硬度试验时,首先应选择压头材料,布氏硬度值在450以下(如灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质处理的钢材等)时,应选用钢球作压头;当材料的布氏硬度值在450~650时,则应选用硬质合金球作压头。其次是根据被测材料种类和试样厚度,按照表1—1所示的布氏硬度试验规范正确地选择压头直径D、试验力F和保持时间t。
布氏硬度****惯上只写出硬度值而不必注明单位,其标注方法是,符号HBS或HBW之前为硬度值,符号后面按以下顺序用数值表示试验条件:球体直径、试验力,试验力保持时间(10~15s不标注)例如:
120HBS10/1000/30,(1000kgf)的试验力作用下,保持30s测得的布氏硬度值为120。
500HBW5/750,(750kgf)试验力作用下,保持10~15s测得的布氏硬度值为500。
布氏硬度值的测量误差小,数据稳定,重复性强,常用于测量退火、正火、调质处理后的零件以及灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等毛坯或半成品
(2) 操作前的准备工作
a. 选定压头擦拭干净,装入主轴衬套中;
b. 选定载荷,加上相应的砝码;
c. 确定持续时间,把圆盘上的时间定位器(红色指示点)转到与持续时间相符的位置上。
(3) 操作顺序
a. 接通电源,打开指示灯;
b. 将试样放在工作台上,顺时针转动手轮,使压头压向试样表面直至手轮打滑为止;
c. 按动加载按钮,即加载开始,当达到所要求的持续时间后,圆盘转动即自行停止,尔后自动卸载;
d. 逆时针转动手轮降下工作台,取下式样用读数显微镜测出压痕直径d值,查表即得出HB值。
2、洛氏硬度的测定
洛氏硬度的测定在HR-150A型洛氏硬度机上进行。
(1)实验原理
洛氏硬度试验是在初始试验力F0及总试验力F1的先后作用下,将压头(金刚石圆锥或钢球)压入被测材料或零件表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量计算硬度值的一种压痕硬度试验方法。实际测定时,试件的洛氏硬度值由硬度计的表盘上直接读出,材料越硬,则表盘上示值越大。
为了便于用洛氏硬度计测定从软到硬较大范围的材料