《金属材料的硬度测试》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属材料的硬度测试（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验一实验一 金属硬度实验金属硬度实验http:/ 1 掌握金属布氏、洛氏、维氏和显微硬度的实验原理和测定方法；2 了解各种硬度实验方法的特点、应用范围及选用原则；3 学会正确使用各种硬度计及它们之间的换算关系。http:/ 概述概述硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度的测量可分为压入法、刻划法、回跳法和摆动法。在机械工业中广泛采用压入法来测量硬度，本实验就是采用压入法，与其它机械性能相比，硬度实验简单易行，又无损于零件，因此在工业中被广泛应用。 http:/ 1金属硬度实验方法国家标准及使用范围金属硬度实验方法国家标准及使用范围
2、金属硬度实验方法国家标准及使用范围金属硬度实验方法国家标准及使用范围标准编号标准名称使用范围GB231-84金属布氏硬度试验方法用于黑色、有色金属的原材料检验，也可用于退火、正火钢铁试件的硬度测试GB230-83金属洛氏硬度试验方法主要用于热处理后金属材料的性能检测GB4340-84 金属维氏硬度试验方法用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定GB4342-84 金属显微维氏硬度试验方法主要用于测定金属的组织组成物或组成相的硬度http:/ http:/ 金属布氏硬度试验方法金属布氏硬度试验方法 1、基本原理、基本原理 布氏硬度试验的原理是用一定直径D（mm）的淬火钢球或硬质合金球
3、，以规定的实验力P（Kgf或N）压入试样表面，经规定时间t秒后卸出试验力，试样表面将残留压痕。测量压痕平均直径d（mm）求得压痕球形表面积F凹（mm2）http:/ （1）根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系，可知压痕部分的球面积为： F凹=Dh式中：D钢球直径（mm） h压痕深度（mm）http:/ （3）将式（2）和（3）代入（1）即得： http:/ 两个不同直径的压头D1和D2，在不同的载荷P1和P2的作用下压入金属表面的情况。要想两者的硬度值一样，必须保证两者压痕的几何形状相似，也就是保证压入角相等。 将代入此式说明，假如压入角不变时，为了使同一材料两者所得H
4、B也不变，则要求P/D也应保持为常数。 http:/ 2 、布氏硬度测定的技术要求、布氏硬度测定的技术要求、布氏硬度测定的技术要求、布氏硬度测定的技术要求（1 1） 试样表面要与试验台平行，并有一定的光洁试样表面要与试验台平行，并有一定的光洁度，以使压痕边缘清晰，保证精确测量压痕直径度，以使压痕边缘清晰，保证精确测量压痕直径d d。（2 2） 压痕应距试样边缘压痕应距试样边缘D D（钢球直径），两压痕（钢球直径），两压痕之间的距离之间的距离2D2D。（3 3） 测定压痕直径时，应在相互垂直的方向上测测定压痕直径时，应在相互垂直的方向上测量直径，取其平均值为量直径，取其平均值为d d。（4 4）
5、 为表明试验条件，可在为表明试验条件，可在HBHB值后标注值后标注D/P/TD/P/T，如如HB 10/3000/10HB 10/3000/10，即表示此硬度值是在，即表示此硬度值是在D=10mmD=10mm，P=3000KgfP=3000Kgf，T=10T=10秒的条件下得到的。秒的条件下得到的。http:/ 51 1。 符号压头总负荷（KG）读盘测量范围(HR)应用实例HBAHRBHRC1200金刚石压头1/16钢球1200金刚石压头60100150黑红黑708525100（HB60-230）2067(HB230-700)表面淬火层，硬质合金，渗碳层有色金属，退火正火钢淬火，调质钢http
6、:/ 维氏硬度试验维氏硬度试验维氏硬度适用范围大，测量精度高，破坏作用小，所以是较理想的硬度测定方法。它适用于各种金属，各种状态硬度的测定。维氏硬度的测定原理基本上和布氏硬度相同，也是根据压痕单位面积上的载荷来计量硬度值的。http:/ http:/ （2）试样试验面平滑光洁。目镜聚焦后，平稳加载，压痕中心至试样边缘不小于2.5倍对角线长度。（3）卸载后，聚焦，用目镜测微尺测量每个压痕的两条对角线长d1、d2 取平均值d。查表或带入公式计算出维氏硬度值，每个试样至少测三个点以上。 http:/ 3、 显微硬度试验显微硬度试验显微硬度试验原理与维氏硬度完全相同。所不同显微硬度试验原理与维氏硬度完
7、全相同。所不同的只是所加负荷小一些。一般小于的只是所加负荷小一些。一般小于200g200g力，压痕力，压痕对角线长度以微米计量。显微硬度主要用来测定对角线长度以微米计量。显微硬度主要用来测定各种组成相的硬度，以及进行微区性质分析。各种组成相的硬度，以及进行微区性质分析。纤维硬度压头也是正四棱角锥，两对面夹角纤维硬度压头也是正四棱角锥，两对面夹角13601360，计算公式为，计算公式为 Hm=1854.4P/dHm=1854.4P/d2 2(Kgf/mm2)(Kgf/mm2)式中式中P P为负荷，单位克；为负荷，单位克；d d是压痕对角线长度，单是压痕对角线长度，单位微米。测量出位微米。测量出d
8、 d值后，可查表或计算求得显微硬值后，可查表或计算求得显微硬度值。度值。显微硬度由于压痕较小，当负荷较小时压痕因弹显微硬度由于压痕较小，当负荷较小时压痕因弹性恢复收缩的比例大压痕的大，测得的硬度值偏性恢复收缩的比例大压痕的大，测得的硬度值偏高。所以尽量采用大载荷，以减少误差。高。所以尽量采用大载荷，以减少误差。http:/ 首先使目镜中交叉十字线与压痕的棱边重合，然后转动目镜鼓轮，使十字线对准压痕的另一个棱边，两次读数之差，即为压痕对角线长度的格数。http:/ 实验步骤实验步骤1 分别在洛氏硬度计，维氏硬度计上测定铝、黄铜、20钢、T8钢的HRC、HRB、Hv值。2 在步氏硬度计上测定45钢
9、正火、退火试样。3 在显微硬度计上，测定45钢因淬火不足产生的铁素体、马氏体的显微硬度值（示范表演）。http:/ 实验报告实验报告1 实验目的2 附上所测的各种材料的洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度的实验结果。3 查表找出各种硬度值之间的换算关系。http:/ 思考题思考题1 通过硬度试验比较洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、显微硬度的优缺点和应用范围，并说明影响试验结果精确度的因素。2 试说明在测定洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度和显微硬度时，他们对试样的制备有什么要求，为什么？http:/ 3、 下列工件需测定硬度，试说明选用何种硬度试下列工件需测定硬度，试说明选用何种硬度试验为宜。验为宜。 （1 1）渗碳层硬度分布）渗碳层硬度分布 （2 2）淬火火钢）淬火火钢 （3 3）灰口铸铁）灰口铸铁 （4 4）氮化层）氮化层 （5 5）鉴别钢中隐晶马氏体和残余奥氏体）鉴别钢中隐晶马氏体和残余奥氏体 （6 6）高速钢刀具）高速钢刀具 （7 7）硬质合金）硬质合金 （8 8）薄板金属材料）薄板金属材料http:/
