金属材料硬度测试.PDF

4-4 金属材料的硬度试验 一 实验目的 1. 了解硬度测定的基本原理及应用范围； 2. 了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 二 实验内容简介 1. 硬度测试的原理 压入法是用淬硬的钢球或金刚石锥体压入金属材料的表层，然后根据 压痕的面积或深度来衡量其硬度值，所以金属材料的硬度表示在接触应 力作用下抵抗塑性变形的能力。 2. 硬度测试的应用 硬度测试在教学科研与生产实践中广泛应用。在机械零件设计图纸上 对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值。 三 实验设备的构造与操作步骤 1. HB－3000型布氏硬度试验机 1） 布氏硬度测试的基本原理 布氏硬度试验是将直径为D的钢球，加以一定大小的检测力F，压 入被测金属表面（如图4 －15所示），保持一定时间后去除检测 力的一种操作。根据钢球在金属表面压出的压痕面积A凹求出平 均应力值，以此作为硬度值的计量指标，单位为9.807N/mm2。 其计算公式如下： 上式中，当检测力F和钢球直径D确定以后，只有压痕直径d是变量，测出 压痕直径d，就可直接查表得出HBS值。 图4—15 布氏硬度试验原理图 2） 布氏硬度试验机的结构、操作步骤及注意事项 ① 结构（如图4 －16所示） a.机体 b.传动部分：由电动机通过变速箱带动曲柄连杆机构， 杠杆机构，经压头2自动将载荷加到试样上。 c.控制部分：由加载按钮10启动电机，经时间定位器9 与限位开关的作用，来控制电动机的旋转方向，以达 到自动加载，保持一定时间后再自动卸载 ② 操作步骤 a. 根据表4 －12选定合适的压头钢球直径，把压头擦拭 干净装入主轴套内，同时确定检测力，加上相应的砝 码。 b.根据被测件形状安装合适的工作台。 c.根据表4-12，确定持续时间T，然后将压紧螺钉8松开， 把时间定位器上的红点转到与持续时间相符的位置上。 d.接通电源，指示灯亮，表示通电正常。 e.将被测试样放在工作台上，顺时针转动手轮6，使压头 逐渐对试样进行加压直至手轮与下面螺母产生打滑现 象为止。 1 —指示灯 2 —压头 3 —工作台 4 —立柱 f.按下加载按钮10，启动电动机，即开始施加检测力。 5 —丝杠 6 —手轮 7 —载荷砝码8 —压紧螺钉 9—时间定位器 10—加载按钮 由于压紧螺钉8已经拧松，盘形时间定位器9并不转动， 图6-16 HB-3000布氏硬度机外形结构图 当红色指示灯1闪亮时，迅速拧紧压紧螺钉8；带动圆 盘一起回转并自动反转直至停止。（加载、持续时间、 卸载一次完成） h.逆时针转动手轮6降下工作台，取下试样用读数显微镜 测量出压痕直径d，即可查表得HBS值。 表4—12 布氏硬度试验规范 试样厚 硬度范围 钢球直径 检测力F 载荷保持 材料 度 2 ③ 注意事项 （HBS ） （mm ） F/D （mm ） kgf （N ） 时间（秒） a.为保证精确测量压痕直径d，试样 黑色金属 3 -- 6 10 3000(29.42