硬度測量實驗報告

1、硬度測量實驗報告、實驗?zāi)康?.了解常用硬度測量原理及方法;2.了解布氏和洛氏硬度的測量范圍及其測量步驟和方法;二、實驗設(shè)備洛氏硬度計、布洛維硬度計、軸承、試塊三、實驗原理火、正火后試件的硬度。2.洛氏硬度洛氏硬度測量法是最常用的硬度試驗方法之一。它是用壓頭（包括預(yù)載荷和主載荷）作用下，壓入材料的塑性變形濃度來表示的。通常壓入材料的深度越 大，材料越軟；壓入的濃度越小，材料越硬。下圖表示了洛氏硬度的測量原理。圖：未加載荷，壓頭未接觸試件時的位置。2-1：壓頭在預(yù)載荷P0（98.1N）作用下壓入試件深度為h0時的位置。h0包括預(yù)載所相起的彈形變形和塑性變形。2-2:加主載荷P1后，壓頭在總載荷P=

2、 P0+P1的作用下壓入試件的位置。通常指的是一種材料抵抗另一較硬的具有一定形狀和尺又無損于零件,主要用于金屬材1.硬度是表示材料性能的指標之一，寸的物體（金剛石壓頭或鋼球）壓入其表面的阻力。由于硬度試驗簡單易行， 因此在生產(chǎn)和科研中應(yīng)用十分廣泛。常用的硬度試驗方法有：洛氏硬度計，有色金屬材料檢驗,料熱處理后的產(chǎn)品性能檢驗。布氏硬度計，應(yīng)用于黑色、也可測一般退（金剛石圓錐或淬火鋼球）在載荷2-3：去除主載荷P1后但仍保留預(yù)載荷P0時壓頭的位置，壓頭壓入試樣的深度為P1所產(chǎn)生的彈性變形被消除，所以壓頭位置提高了h,此時壓頭受主載荷作用實際壓入的濃度為h= h1- h0。實際代表主載P1造成的塑性

3、變形深度。h值越大，說明試件越軟，h值越小，說明試件越硬。為了適應(yīng)人們習慣上數(shù)值越大硬度越 高的概念，人為規(guī)定，用一常數(shù)K減去壓痕深度h的數(shù)值來表示硬度的高低。 并規(guī)定0.002mm為一個洛氏硬度單位，用符號HR表示，則洛氏硬度值為：k-hHR =-0.0023.布氏硬度布氏硬度的測定原理是用一定大小的試驗力F(N)把直徑為D(mm)的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測金屬的表面，保持規(guī)定時間后卸除試驗力，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕平均直徑d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根據(jù)d從已備好的布氏硬度表中查出測量范圍為8650HBW由于金屬材料有硬有軟，被測工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標

4、準的試驗力和壓頭直徑D，就會出現(xiàn)對某些工件和材料的不適應(yīng)的現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中進行布氏硬度試驗時，要求能使用不同大小的試驗力和壓頭直徑，對于同一種材料采用不同的行試驗時，能否得到同一的布氏硬度值，關(guān)鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可建立 的某種選配關(guān)系，以保證布氏硬度的不變性。特點：一般來說，布氏硬度值越小，材料越軟，其壓痕直徑越大；反之，布氏硬度值越大，材料越硬，其壓痕直徑越小。布氏硬度測量的優(yōu)點是具有較高的測量精度，壓痕面積大，能在較大范圍內(nèi)反映材料的平均硬度，測得的硬度值也較準確，數(shù)據(jù)重復(fù)性強。四、實驗內(nèi)容1.測量滾動軸承表面洛氏硬度值h1。由于HB值。= 0 l02x,_節(jié)十使用洛氏硬度計

5、對軸承外圈進行硬度測定，記錄相關(guān)測量數(shù)據(jù):答：測試樣品與工作臺的接觸面不平。按照國家標準GB/T 230.1-2004，洛氏硬度值=100-h/0.002，式中h為洛氏硬度計壓頭壓入樣品的深度，也就是說每0.002毫米或代表1HRC硬度單位，因此被測試樣品與工作臺接觸面的平整度將對測試結(jié)果產(chǎn)生極大的2微米影響。當試樣底面不平時，載荷完全施加時只要試樣因為不平整而導(dǎo)致輕微的偏轉(zhuǎn)， 使壓頭多向下移動幾個微米，測試結(jié)果就可能引起1-5HRC的誤差，甚至更大。因此,就可能測試前被測樣品的底面必須用機械加工 （如磨床） 或手工方法 （如砂紙打磨） 磨平， 以減小測試 誤差。加載力（kgf）=1471 N

6、硬度值測定平均值測量次數(shù)第一次第二次第三次HRC61.961.262.661.92.測量試塊表面布氏硬度值在布洛維硬度計上， 使檔位調(diào)至布氏硬度測定檔， 試塊進行表面硬度測定，記錄相關(guān)測定數(shù)據(jù)：HB =- i（D=2.5 mm ; d=讀數(shù)差x0.004）WD-JD2-d2）五、思考題1.測量硬度前為什么要進行打磨?凹痕直徑（mm）平均值（mm）測定次數(shù)第一次第二次第三次X方向254.9251.2250.1252.1Y方向256.3244.6250.5250.5加載力（kgf）980 N2P球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm

7、2 （N/mm2）。2.洛氏硬度（HR）當HB450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)合金等）。HRB:是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面， 的表面積除以載荷值，即為維氏硬度HV值（kgf/mm2）。3. HRC、HB和HV各有什么優(yōu)缺點？各自適用范圍是什么？舉例說明 用于哪些材料及工藝？答：布氏硬度（HB）適用于退火正火鋼，壓痕大，適用于硬度不均勻材料，不適用于薄料。 硬度值應(yīng)在有效測量范圍內(nèi)（HRC為20-70）為有效；布氏硬度計多用于原材料和半成品的 檢測，由于壓痕較大一般不用于成品檢測。一般HBS只適用于450N/ /mm2（MPa）以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄材料不適用；維氏硬度適用于較大工件和較深表面層的硬度測定， 小負荷維氏硬度