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1、金屬材料硬度測試實驗長春工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院schoolofmaterialscienceandengineeringCCUT2一、實驗?zāi)康?.了解布氏硬度、洛氏硬度、顯微硬度的測量原理；2.掌握各種硬度測量儀器的使用方法；3.掌握不同金屬材料硬度差異及常用硬度測試方法。二、實驗儀器和材料1.布氏硬度儀、洛氏硬度儀、顯微硬度儀2.淬火45#鋼樣品、Q235鋼樣品4三、實驗概述1、布氏硬度測量布氏硬度測量原理是將一定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗力壓入試樣表面經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕的直徑。由
2、壓頭球直徑D和測量所得的試樣壓痕直徑d可算出壓痕面積，即：:S=（2-1）于是布氏硬度值可由以下式算出：布氏硬度=常數(shù)×試驗力/壓痕表面積，即：（2-2）上式中:；D,d單位為mm；F單位為N。國家標(biāo)準(zhǔn)(GB231-84)規(guī)定布氏硬度試驗時，常用的0.102F/D的比例為30、10、2.5三種，根據(jù)金屬材料的種類、試樣硬度范圍和厚度的不同，選擇試驗壓頭（鋼頭）的直徑D、試驗力F及保持時間。布氏硬度測量法適用于鑄鐵、非鐵合金、各種退火及調(diào)質(zhì)的鋼材，不宜測定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。2、洛氏硬
3、度洛氏硬度測定時，需先后兩次施加負(fù)荷（初負(fù)荷和主負(fù)荷），施加初負(fù)荷的目的是使壓頭與試樣表面接觸良好，以保證測量結(jié)果準(zhǔn)確，加上10kgf初負(fù)荷后，此時壓入深度為h1，加上主負(fù)荷后，此時使壓入深度為h2，h2包括由加荷所引起的彈性變形和塑性變形。卸荷后，由于彈性變形恢復(fù)，壓頭提高某一位置，此時壓頭的實際壓入深度為h3。洛氏硬度就是以主負(fù)荷所引起的殘余壓入深度（h=h3-h1）來表示的。洛氏硬度試驗常用的壓頭有兩種：一種是頂角為120的金剛石圓錐，另一種是直徑為1”/16（1.588mm）的淬火鋼球。據(jù)金屬材料軟硬程度不
4、同，可選用不同的壓頭和負(fù)荷配合使用，最常用的是HRA、HRB、和HRC。這三種壓頭、負(fù)荷及應(yīng)用范圍可參考相關(guān)資料。3、顯微硬度顯微硬度計是近年來常用測量硬度的設(shè)備。測量硬度是通過升降顯微硬度計的調(diào)焦機構(gòu)、測量顯微鏡、加荷機構(gòu)，正確選擇負(fù)荷、加荷速度進(jìn)行全自動加卸試驗力及正確控制試驗力保持時間，通過顯微硬度計光學(xué)放大，測出在一定試驗力下金剛石角錐體壓頭壓入被測物后所殘留壓痕的對角線長度，來求出被測物硬度值。顯微硬度適用于測定微小、薄形試件、表面滲鍍層、不同金相組織等試件的顯微硬度和測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石等脆性材料
5、的顯微硬度適用范圍：熱處理、碳化、淬火硬化層，表面覆層，鋼，有色金屬和微小及薄形零件等.四、實驗過程1、準(zhǔn)備淬火45#鋼樣品和Q235鋼樣品，將樣品待測試表面打磨平整。2、對淬火45#鋼樣品進(jìn)行洛氏硬度測試，測試5個點，計算平均值。3、將Q235鋼測試布氏硬度，測試3個點，計算平均值。4、將上述兩個樣品重新打磨拋光，進(jìn)行腐蝕。5、將上述兩個樣品進(jìn)行顯微硬度測試，測定馬氏體、鐵素體和滲碳體等不同組織的顯微硬度。7、將實驗測試值記錄在報告中，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單分析。8、將實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果交指導(dǎo)老師簽字，整理實驗設(shè)備和實驗室
6、衛(wèi)生后，實驗結(jié)束。五、實驗報告要求實驗分組進(jìn)行，每組完成一份實驗報告報告中有全部組員姓名、學(xué)號；簡述實驗?zāi)康?、實驗設(shè)備及材料、實驗原理；說明實驗步驟；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析不同硬度之間的關(guān)系；問題討論六、問題討論1、解釋以下表示方法含義：450HV0.1/15、640HV30/15、500HBW5/750/10-15、98HBS10/1000/302、HRA、HRB、HRC的異同？3、維氏硬度和顯微硬度的區(qū)別？
