金属材料硬度测试实验PPT.ppt

金属材料硬度测试实验长春工业大学材料科学与工程学院长春工业大学材料科学与工程学院school of material science and engineering CCUT1 12一、实验目的1. 了了解解布布氏氏硬硬度度、、洛洛氏氏硬硬度度、、显显微微硬硬度度的的测测量量原原理；理；2. 掌握各种硬度测量仪器的使用方法；掌握各种硬度测量仪器的使用方法；3. 掌掌握握不不同同金金属属材材料料硬硬度度差差异异及及常常用用硬硬度度测测试试方方法2 2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3 34三、实验概述 1 1、布氏硬度测量、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样表面压痕的直径 4 4 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= （2-1） 于是布氏硬度值可由以下式算出： 布氏硬度=常数×试验力/压痕表面积，即： （2-2） 上式中: ；D, d 单位为mm；F 单位为N。

5 5 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，根根据金属材料的种类、试样硬度范围和厚度的不同，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）的直径选择试验压头（钢头）的直径D、试验力、试验力F及保持及保持时间 布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种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和表面不允许有较大压痕的试样或工件 6 62、洛氏硬度、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，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，加上以保证测量结果准确，加上10kgf初负荷后，此时压入深初负荷后，此时压入深度为度为h1，加上主负荷后，此时使压入深度为，加上主负荷后，此时使压入深度为h2，，h2包括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变形恢复，压头提高某一位置，此时压头的实际压入深度为为h3洛氏硬度就是以主负荷所引起的残余压入深度洛氏硬度就是以主负荷所引起的残余压入深度（（h=h3-h1）来表示的来表示的7 7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8 8 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9 9•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.1010四、实验过程1、准备淬火、准备淬火45#钢样品和钢样品和Q235钢样品，将样品待测试表面打钢样品，将样品待测试表面打磨平整。

磨平整2、对淬火、对淬火45#钢样品进行洛氏硬度测试，测试钢样品进行洛氏硬度测试，测试5个点，计算平个点，计算平均值3、将、将Q235钢测试布氏硬度，测试钢测试布氏硬度，测试3个点，计算平均值个点，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、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室、将实验数据和结果交指导老师签字，整理实验设备和实验室卫生后，实验结束卫生后，实验结束1111五、实验报告要求•实验分组进行，每组完成一份实验报告实验分组进行，每组完成一份实验报告•报告中有全部组员姓名、学号；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、实验原简述实验目的、实验设备及材料、实验原理；理；•说明实验步骤；说明实验步骤；•根据实验数据分析不同硬度之间的关系；根据实验数据分析不同硬度之间的关系；•问题讨论问题讨论1212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 10/1000/306.2、HRA、HRB、HRC的异同？7.3、维氏硬度和显微硬度的区别？1313 刚才的发言，如刚才的发言，如有不当之处请多指有不当之处请多指正。

谢谢大家！　　正谢谢大家！　　14。