硬度測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、硬度測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解常用硬度測(cè)量原理及方法;2.了解布氏和洛氏硬度的測(cè)量范圍及其測(cè)量步驟和方法;二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備洛氏硬度計(jì)、布洛維硬度計(jì)、軸承、試塊三、實(shí)驗(yàn)原理火、正火后試件的硬度。2.洛氏硬度洛氏硬度測(cè)量法是最常用的硬度試驗(yàn)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(lái)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(cè)量原理。圖：未加載荷，壓頭未接觸試件時(shí)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(shí)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(wú)損于零件,主要用于金屬材1.硬度是表示材料性能的指標(biāo)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(yàn)簡(jiǎn)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(yàn)方法有：洛氏硬度計(jì)，有色金屬材料檢驗(yàn),料熱處理后的產(chǎn)品性能檢驗(yàn)。布氏硬度計(jì)，應(yīng)用于黑色、也可測(cè)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(shí)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(shí)壓頭受主載荷作用實(shí)際壓入的濃度為h= h1- h0。實(shí)際代表主載P1造成的塑性

3、變形深度。h值越大，說(shuō)明試件越軟，h值越小，說(shuō)明試件越硬。為了適應(yīng)人們習(xí)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(lái)表示硬度的高低。 并規(guī)定0.002mm為一個(gè)洛氏硬度單位，用符號(hào)HR表示，則洛氏硬度值為：k-hHR =-0.0023.布氏硬度布氏硬度的測(cè)定原理是用一定大小的試驗(yàn)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(cè)金屬的表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)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(cè)量范圍為8650HBW由于金屬材料有硬有軟，被測(cè)工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標(biāo)

4、準(zhǔn)的試驗(yàn)力和壓頭直徑D，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)某些工件和材料的不適應(yīng)的現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中進(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，要求能使用不同大小的試驗(yàn)力和壓頭直徑，對(duì)于同一種材料采用不同的行試驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)：一般來(lái)說(shuō)，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(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的測(cè)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(cè)得的硬度值也較準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)量滾動(dòng)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(jì)

5、對(duì)軸承外圈進(jìn)行硬度測(cè)定，記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù):答：測(cè)試樣品與工作臺(tái)的接觸面不平。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 230.1-2004，洛氏硬度值=100-h/0.002，式中h為洛氏硬度計(jì)壓頭壓入樣品的深度，也就是說(shuō)每0.002毫米或代表1HRC硬度單位，因此被測(cè)試樣品與工作臺(tái)接觸面的平整度將對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生極大的2微米影響。當(dāng)試樣底面不平時(shí)，載荷完全施加時(shí)只要試樣因?yàn)椴黄秸鴮?dǎo)致輕微的偏轉(zhuǎn)， 使壓頭多向下移動(dòng)幾個(gè)微米，測(cè)試結(jié)果就可能引起1-5HRC的誤差，甚至更大。因此,就可能測(cè)試前被測(cè)樣品的底面必須用機(jī)械加工 （如磨床） 或手工方法 （如砂紙打磨） 磨平， 以減小測(cè)試 誤差。加載力（kgf）=1471 N

6、硬度值測(cè)定平均值測(cè)量次數(shù)第一次第二次第三次HRC61.961.262.661.92.測(cè)量試塊表面布氏硬度值在布洛維硬度計(jì)上， 使檔位調(diào)至布氏硬度測(cè)定檔， 試塊進(jìn)行表面硬度測(cè)定，記錄相關(guān)測(cè)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(cè)量硬度前為什么要進(jìn)行打磨?凹痕直徑（mm）平均值（mm）測(cè)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(shí)間，去載后，負(fù)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(dāng)HB450或者試樣過(guò)小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來(lái)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(diǎn)？各自適用范圍是什么？舉例說(shuō)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(cè)量范圍內(nèi)（HRC為20-70）為有效；布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的 檢測(cè)，由于壓痕較大一般不用于成品檢測(cè)。一般HBS只適用于450N/ /mm2（MPa）以下的金屬材料，對(duì)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(cè)定， 小負(fù)荷維氏硬度