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1、 沭阳中专集体备课教案组别高中机械组课题2.5 力学性能实验-硬度测试 人员孙其君课型专业教学 目标1、明确硬度实验目的 2、掌握硬度实验原理及方法 3、熟悉硬度实验的具体步骤 教学 重点1、硬度实验原理及方法 2、硬度实验的具体步骤 教学 难点1、硬度实验原理及方法课时 安排1 课时教学环节及主要内容教学 步骤教学内容师生活动设计意图【引入引入】上节课同学们学习了材料的拉伸实验， 本节课我们一起来学习材料的硬度实验，好吗？回答问题从前一实验引入， 学生有一定的基 础【板书、多媒体板书、多媒体】一、实验目的 【讲解讲解】1. 了解布氏，洛氏和维氏硬度计的构造原理；2. 掌握布氏，洛氏和维氏硬度
2、的实验原理，测定方法及应用范围；3. 熟悉显微硬度的测定方法。做好课堂笔记板书演示PPT 演示进入新的知识点通过多媒体使学 生了解材料硬度 实验的目的【板书、多媒体板书、多媒体】二、实验原理及方法【讲解讲解】 1. 布氏硬度试验 在直径为 D（mm）的淬火钢球上施加规定的 载荷 P（公斤力） ，压入试样表面如图 1，保持 一定时间后，卸除载荷。用压痕表面积 F 除 所承受的平均压力 P，所得之商 （公斤/毫米 2）表示布氏硬度值， 符号为 HB, 计算公式是： 布氏硬度试验时注意事项: 试验时应根据材料的预期硬度值，并考虑试样 的厚度，按国家标准 GB231-63 中的试验规范 （见表 1）来
3、选择钢球直径 D,载荷 P 和加载时 t,测得压痕直径 d 后按上式计算或查表。压痕 直径 d 必须在 0.25D0.6D 范围内，否则试验 无效，应另选规范再行试验。 试样表面的压痕直径用读数显微镜测量，应从 相互垂直的方向各测一次，取其算数平均值。 其测量精确度：当用直径为 10 毫米或 5 毫米 的钢球试验时为 0.02 毫米，当用直径为 2.5 毫 米钢球时应达到 0.01 毫米。 2. 洛氏硬度试验 洛氏硬度是在先后两次施加载荷 （初载荷 P0 及主载荷 P1）的条件下，将标准 压头（金刚石圆锥体或小钢球）压入试样表面 来进行 洛氏硬度试验时注意事项: 为保证试验精度，试样的试验面和
4、支承面必须 平整，洁净，没有油脂，氧化皮，裂纹，凹坑， 明显的加工痕迹及其它污物。 试样表面加工时应避免受热软化或变形硬化。 试样应能稳定的放在工作台上，在试验中不应 有滑动和变形，并保证所有的载荷与试验面垂 直。 压痕中心距试样边缘的距离及相邻压痕中心距 离不应小于 3 毫米。 测定每一试样的硬度一般不少于三点，取其平 均值。 在圆柱形或球形表面进行洛氏硬度试验时硬度 值偏低，须按有关曲线校正。 3. 维氏硬度试验 维氏硬度试验是用一个相对面夹角为 136 的 金刚石正四棱锥体压头，在一定载荷 P（公斤做好课堂笔记板书演示PPT 演示做好课堂笔记板书演示PPT 演示做好课堂笔记板书演示PPT
5、 演示做好课堂笔记通过多媒体使学 生掌握材料硬度 实验原理及方法通过多媒体使学 生掌握材料布氏 硬度试验时注意 事项通过多媒体使学 生掌握材料硬度 试样表面的压痕 直径通过多媒体使学 生掌握材料洛氏力）作用下压入试样表面如图 3。 在一般情况下，建议选用 30 公斤力的载荷。 载荷保持时间对黑色金属为 1015 秒， 对有色金属为 302 秒。 维氏硬度试验时注意事项 测定维氏硬度的试样其表面应精心制备，光洁 度不低于9。 在制备过程中应防止因过热或加工硬化而改变 金属的硬度值。 试验时，压痕中心与试样边缘的距离或两压痕 中心的距离，对黑色金属应不小于压痕平均对 角线的 2.5 倍，对有色金属
6、应不小于 5 倍。 试验时每个试样至少测定三点硬度取其算术平 均值。 压痕的对角线长度以两对角线长度的平均值计 算。其测量精度为：当压痕对角线长0.2 毫 米时，允许测量误差为0.001 毫米，当压痕 对角线长0.2 毫米时，允许测量误差为0.5。如果压痕形状不规则，必须重作试验。 测出压痕平均对角线长度后，将其代入公式或 查表求出 HV 值。HV 值应附以相应的下标， 注明试验荷值 板书演示PPT 演示做好课堂笔记板书演示PPT 演示硬度试验时注意 事项通过多媒体使学 生掌握材料维氏 硬度试验通过多媒体使学 生掌握材料维氏 硬度试验时注意 事项【板书、多媒体板书、多媒体】三、实验仪器及材料【
7、讲解讲解】 1. 实验设备 HVS-1000 显微硬度计、 HV-5 小负荷维氏硬度计及 HR-150A 洛氏硬度 计、 读数显微镜各种标准硬度块。 2. 试验材料 不同成分及热处理条件下的碳钢 （45#、T8、T12 等） 。 做好课堂笔记板书演示通过多媒体使学 生了解硬度实验 仪器及材料【板书、多媒体板书、多媒体】四、实验步骤【讲解讲解】 1.熟悉各种硬度计的构造原理，操作方法及注 意事项2.测定硬度前用标准硬度块校验硬度计的示值 误差做好课堂笔记 板书演示 PPT 演示通过多媒体使学 生掌握材料硬度 实验步骤【小结小结】 （在学生讨论的基础上，归纳小结） 本课主要讲解了材料硬度实验的目的
8、、原理及 方法、仪器与设备及实验步骤，要求课后及时 复习归纳本节课所学的内容。再次明确本节课 程的重要知识要 点。板 书 设 计21 概概 述述一、一、实验目的 1. 了解布氏，洛氏和维氏硬度计的构造原理；2. 掌握布氏，洛氏和维氏硬度的实验原理，测定方法及应用范围；3. 熟悉显微硬度的测定方法二、二、实验原理及方法1.布氏硬度试验 2.洛氏硬度试验 3.维氏硬度试验三、三、实验仪器及材料1. 实验设备 HVS-1000 显微硬度计、 HV-5 小负荷维氏硬度计及 HR-150A 洛氏硬度计、 读数显微镜各种标准硬度块。 2. 试验材料 不同成分及热处理条件下的碳钢（45#、T8、T12 等） 。 4实验步骤 1.熟悉各种硬度计的构造原理，操作方法及注意事项 2.测定硬度前用标准硬度块校验硬度计的示值误差 课 后 作 业1、硬度实验目的是什么？ 2、预习下一节内容教 学 反 思
