一、《工程材料学》实验实验一 金属材料的硬度测试一、实验目的1．了解不同种类硬度测定的基本原理及应用范围；2．了解布氏、洛氏硬度实验的操作方法及设备特点;3．学会使用硬度计。二、实验原理金属材料的硬度可以认为是金属材料表面局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力,是表征材料性能的一个综合参量.硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难.硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程度的相对数量概念.硬度的实验方法有十多种，基本可分为压入法和刻划法两大类.在机械工业中广泛采纳压入法来测定硬度.压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等，它们只是一些不同的实验方法而已，没有什么必定的内在关系。压入法硬度实验有以下几方面的优点，导致它在生产和科研中的广泛应用：1、 硬度实验设备简单，操作迅速方便；2、 实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件，无须加工专门的试样，而且实验时一般不会破坏成品零件；3、 作为一种综合的性能参量,硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系，从一定程度上，可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。如：金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系：бb=K＊HB式中:бb —材料的抗拉强度;K-系数，取值见表一；HB-布氏硬度。表一 系数 K 取值表材料及状态退火碳钢合金调质钢有色金属合金K0.34～0。360.33~0。350.33～0。534、 材料的硬度还与工艺性能之间有联系,可以作为评定材料工艺性能的参考；5、 硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和控制冷热加工质量。（一)布氏硬度:布氏硬度实验是对试样施加一定大小的载荷 P，将直径为 D 的钢球压入试样表面（如图 1 所示）保持一定时间，然后卸除载荷,根据钢球在试样表面上所压出的凹痕面积 F 凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，用符号 HB 表示。计算公式如下：HB=P/F 凹式中：HB—布氏硬度；P—施加外力，N；F 凹-压痕面积,mm2.根据压痕面积和球面之比等于压痕深度 h 和钢球直径 D 之比的几何关系,可以求出：F 凹 =πDh式中：D—压头直径，mm；h—压痕深度，mm。由于测量压痕直径 d 要比测定压痕深度 h 容易，而在数学表达式中可将 h 的改换成 d来...
