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金属材料硬度测试实验


洛氏硬度试验常用的压头有两种:一种是顶角为120的金刚 石圆锥,另一种是直径为1”/16(1.588mm)的淬火钢球。 据金属材料软硬程度不同,可选用不同的压头和负荷配合使 用,最常用的是HRA、HRB、和HRC。这三种压头、负荷 及应用范围可参考相关资料。
3、显微硬度
显微硬度计是近年来常用测量硬度的设备。测量硬度是 通过升降显微硬度计的调焦机构、测量显微镜、加荷机构, 正确选择负荷、加荷速度进行全自动加卸试验力及正确控 制试验力保持时间,通过显微硬度计光学放大,测出在一 定试验力下金刚石角锥体压头压入被测物后所残留压痕的 对角线长度,来求出被测物硬度值。
3
1D(D D2 d2)
2
由压头球直径D和测量所得的试样压痕直径d可算出压 痕面积,即::
S= 1D(D D2 d2) (×试验力/压痕表面积,即:
HBW0.102
2F
D(D D2d2)
(2-2)
上式中: ;D, d 单位为mm;F 单位为N。
一、实验目的
1. 了解布氏硬度、洛氏硬度、显微硬度的测量原 理; 2. 掌握各种硬度测量仪器的使用方法; 3. 掌握不同金属材料硬度差异及常用硬度测试方 法。
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二、实验仪器和材料
1. 布氏硬度仪、洛氏硬度仪、显微硬度仪 2.淬火45#钢样品、Q235钢样品
三、实验概述
1、布氏硬度测量 布氏硬度测量原理是将一定直径的硬质合金球施加试验力 压入试样表面经规定的保持时间后,卸除试验力,测量试 样表面压痕的直径。
• 显微硬度适用于测定微小、薄形试件、表 面渗镀层、不同金相组织等试件的显微硬 度和测定玻璃、陶瓷、玛瑙、宝石等脆性 材料的显微硬度
• 适用范围:热处理、碳化、淬火硬化层, 表面覆层,钢,有色金属和微小及薄形零 件等.
四、实验过程
1、准备淬火45#钢样品和Q235钢样品,将样品待测试表面打 磨平整。
室卫生后,实验结束。
五、实验报告要求
• 实验分组进行,每组完成一份实验报告 • 报告中有全部组员姓名、学号; • 简述实验目的、实验设备及材料、实验原
理; • 说明实验步骤; • 根据实验数据分析不同硬度之间的关系; • 问题讨论
六、问题讨论
1. 1、解释以下表示方法含义: 2. 450HV 0.1/15、 3. 640HV 30/15、 4. 500HBW 5/750/10-15、 5. 98HBS 10/1000/30 6. 2、HRA、HRB、HRC的异同? 7. 3、维氏硬度和显微硬度的区别?
国家标准(GB231-84)规定布氏硬度试验时, 常用的0.102F/D的比例为30、10、2.5三种,根 据金属材料的种类、试样硬度范围和厚度的不同, 选择试验压头(钢头)的直径D、试验力F及保持 时间。
布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种 退火及调质的钢材,不宜测定太硬、太小、太薄 和表面不允许有较大压痕的试样或工件。
2、洛氏硬度
洛氏硬度测定时,需先后两次施加负荷(初负荷和 主负荷),施加初负荷的目的是使压头与试样表面接触良 好,以保证测量结果准确,加上10kgf初负荷后,此时压 入深度为h1,加上主负荷后,此时使压入深度为h2,h2 包括由加荷所引起的弹性变形和塑性变形。卸荷后,由于 弹性变形恢复,压头提高某一位置,此时压头的实际压入 深度为h3。洛氏硬度就是以主负荷所引起的残余压入深 度(h=h3-h1)来表示的。
2、对淬火45#钢样品进行洛氏硬度测试,测试5个点,计算平 均值。
3、将Q235钢测试布氏硬度,测试3个点,计算平均值。 4、将上述两个样品重新打磨抛光,进行腐蚀。 5、将上述两个样品进行显微硬度测试,测定马氏体、铁素体
和渗碳体等不同组织的显微硬度。 7、将实验测试值记录在报告中,并对数据进行简单分析。 8、将实验数据和结果交指导老师签字,整理实验设备和实验
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