硬度测试实验 一、实验目的 1
了解布氏、洛式、维氏硬度计的测试原理 2
掌握各种硬度计的使用方法及使用注意事项等 二、实验原理 硬度是指材料对另一更硬物体(钢球或金刚石压头)压入其表面所表现的抵抗力
硬度的大小对于工件的使用性能及寿命具有决定性意义
由于测量的方法不同常用的硬度指标有布氏硬度(HB)、洛式硬度(HR)、维氏硬度(HV)
布氏硬度适用于硬度较低的金属,如退火、正火的金属、铸铁及有色金属的硬度测定
洛氏硬度又有 HRA、HRB、HRC 三种,其中 HRC 适合于测定硬度较高的金属如淬火钢的硬度
维氏硬度测定的硬度值比布氏、洛氏精确,可以测定从极软到极硬的各种材料的硬度,但测定过程比较麻烦
显微硬度用于测定显微组织中各种微小区域的硬度,实质就是小负荷(≤9
8N)的维氏硬度试验,也用 HV 表示
三、布氏硬度(HB) (一) 基本原理 将载荷 P 和直径为D 的淬火钢球压入试样的表面,并保持一定时间,然后去除载荷 P,测量压痕直径d(见图一所示)
最后计算出布氏硬度值
计算公式化如下: 若压痕的深度为h,则压痕的面积为: 图一 布氏硬度实验原理图 F=π Dh =222dDDD HB=FP HB=222/2m mkgdDDDP 式中:P—施加的栽荷 kg F—压痕的表面积,m m 2 D—钢球的直径,m m B—压痕直径,m m 在 P 和D 一定的情况下,布氏硬度的高低取决于压痕的直径d,d 越大,表明材料的HB 值越低即材料越软;反之材料硬度高即 HB 越大
在具体测量时,并不是每次都按上述公式去算,而是根据 D 与 P 值大小,测量出压痕的直径d,然后查表即得
这种表格就是根据上述公式计算制出的,可参考压痕直径与布氏硬度表 由于材料有硬有软,工件有厚、薄、大、小之分,为适应不同情况,其压头有Φ 2
5m m 、Φ 5m m 、