实验一材料的硬度测试实验剖析
实验一材料的硬度测试实验
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、维氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
3.通过数据处理和硬度标尺之间的换算，比较各材料之间的硬度大小，同时了解材料
的种类、热处理状态对其硬度的影响。
二、实验概述
硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。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地反应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变形抗力。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。另外，硬度与其它机械性能（如强度指标及塑性指标）之间有一定的内在联系，所以从某种意思上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
常用的硬度试验方法有：
布氏硬度试验：主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件
的硬度测定。
洛氏硬度试验：主要用于金属材料热处理后的产品硬度检验。
维氏硬度试验：主要用于薄板或金属表层的硬度测定以及较精确的硬度测定。
显微硬度试验：主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度测定。
1.布氏硬度
布氏硬度试验是将一直径为D 的淬火钢球或硬质合金球，在规定的试验力F作用下压入被测金属表面，保持一定时间t后卸除试验力，并测量出试样表面的压痕直径d，根据所选择的试验力F、球体直径D及所测得的压痕直径d 的数值，求出被测金属的布氏硬度值HBS 或HBW，布氏硬度的测试原理如图1-1 所示。
图1-1 布氏硬度的测试原理图
在试验测量时，可由测出的压痕直径d直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测
的布氏硬度值。在进行布氏硬度试验时，球体直径D、施加的试验力F和试验力的保持时间t都应根据被测金属的种类、硬度范围和试样的厚度范围进行选择。布氏硬度试验规范如表1-1所示。
金属
类型
布氏硬度值范围
(HBS)
试样厚度
/mm
载荷F与钢球直
径D 的关系
钢球直径
D/mm
载荷
F/kgf
载荷保持时
间t/s
黑色
金属
140～450
6～3
F=30D2
103000
10
4～25750
＜2 2.5187.5
＜140
﹥6
F=10D2
101000
10
6～35250
3＜ 2.562.5
有色
金属
﹥130
6～3
F=30D2
103000
30
4～25750
＜2 2.5187.5
36～130
﹥6
F=10D
101000
30
6～35250
3 2.562.5
8～35
﹥6
F=2.5D2
10250
60
6～3562.5
3 2.515.6
布氏硬度试验测出的硬度值比较准确，但它不宜测定成品件或薄片金属的硬度。同时，也不能测定硬度高于450HBS或650HBW的金属材料，否则压头（淬火钢球或硬质合金球）会产生塑性变形或破裂，而降低测量的精度。
2.洛氏硬度
洛氏硬度试验是以锥角为120°的金刚石圆锥体或者直径为1.588mm 的淬火钢球为压头，在规定的初载荷和主载荷作用下压入被测金属的表面，然后卸除主载荷，在保留初载荷的情况下，测出由主载荷所引起的残余压入深度h 值，再由h值确定洛氏硬度值HR的大小。洛氏硬度的测试原理如图1-2所示。
图1-2 洛氏硬度实验原理示意图
2
洛氏硬度值的计算公式为：
HR = K -
h 0.002
式中h的单位为mm。K为常数，当采用金刚石圆锥压头时，K=100；当采用淬火钢球压头时，K=130。为了能用同一硬度计测定从极软到极硬材料的硬度，可以通过采用不同的压头和载荷，组成15种不同的洛氏硬度标尺，其中最常用的有HRA、HRB、HRC三种。
常用洛氏硬度的试验规范如表1-2所示。
符号压头类型载荷/kgf
硬度值
有效范围
使用范围
HRA120°金刚石圆锥体
60
（600N）
70～85
适用于测量硬质合金、表面淬
火层或渗碳层
HRB 直径为1.588mm的淬火
钢球
100
（1000N）
25～100
适用于测量有色金属、退火钢、
正火钢等
HRC120°金刚石圆锥体
150
（1500N）
20～67适用于测量调质钢、淬火钢等
三、实验仪器设备及材料
1.布氏硬度试验机（压痕测量采用JC-10型读数显微镜或布氏硬度测量分析软件）
2.数显洛氏硬度计
3.维氏硬度计（该种设备由实验老师操作演示）
4.材料：①45钢或者T12钢；
②铝板或者铜板。
布氏硬度计：HB-3000型布氏硬度计的结构如图1-3所示。
1—小杠杆；2—弹簧；3—压轴；4—主轴衬套；5—压头；6—工作台7—工作台立柱； 8—螺杆；9—升降手轮；10—螺母；11—套筒；12—电机；13—减速器；14—压紧螺钉；15—轴柄；16—按钮开关；17—换向开关；18—砝码；19—大杠杆；20—
吊环；21—加荷指示灯；22—机体；23—电源开关
图1-3 HB-3000型布氏硬度计简图
试验时将试样放在工作台6上，按顺时针方向转动手轮9，使工作台上升至试样与压头
5相接触，并在手轮打滑后，开动电动机12，经二级蜗轮蜗杆减速器13减速后，驱动轴柄
15沿逆时针方向转动，此时压头即可以由砝码18通过大杠杆19、小杠杆1及压轴3 的作用，以一定大小的载荷压入试样。停留一定时间后，电动机自动反转，曲柄连杆带动摇杆上升而卸除载荷。在关闭电动机后，反时针方向转动手轮，使工作台下降并取下试样。最后用读数显微镜测出压痕直径d值，根据d值的大小查表即可求得布氏硬度值。
JC-10型读数显微镜：读数显微镜的结构如图1-4所示。
图1-4 JC-10型读数显微镜的结构
读数显微镜由测微目镜组、物镜筒1、长镜筒2、镜筒底座3所组成。长镜筒靠镜筒锁
紧螺丝20与镜筒套合座19连接。在测微目镜组中，在目镜的焦面上固定不动地装着刻有
从0 到6mm标尺的分划板4，一格的分划值为1mm。分划板的刻线面朝下，就在这个下平
面上，在允许的间隙内，装着第二块玻璃分划板5，在其朝向目镜的上平面上刻有互为直
角的二根长丝。分划板5坚实地与分划板座6连接，下分划板座6可以沿读数鼓轮的测微
螺丝7的轴心移动。下分划板6的移动平滑性由精致的滑板8、滑板槽9、拉力弹簧10、
测微螺丝7与固定的读数指示套11内的开口螺帽12的良好配合来保证。当以顺时针方向
旋转读数鼓轮时，测微螺丝7使下分划板座6带动下分划板5向前移动；当以逆时针方向
旋动读数鼓轮时，拉力弹簧10则向后拉回下分划板座6连同下分划板5。
读数鼓轮的测微螺丝的螺距为1mm，而不动的上分划板4的分划值也等于1 mm，所
以读数鼓轮转动一周，下分划板5上的长线就相对上分划板移动一格。这样根据不动的上
分划板便可以读出读数鼓轮的整转来。读数鼓轮分成100个格，而测微螺丝的螺距等于1mm，读数鼓轮转动一格便为0.01mm，全部读数等于上分划板上的读数加上读数鼓轮上的读数。
读数显微镜的使用方法：将仪器置于被测物体上，使被测物件的被测部分用自然光或用灯光照明，然后调节目镜螺旋，使视场中同时看清分划板和物体象。进行测量时，先旋动读数鼓轮，使刻有长丝的玻璃分划板移动，同时稍微转动读数显微镜，使竖直长丝与被测圆孔压痕的一边相切，得到一个读数，然后再旋动读数鼓轮，使竖直长丝与被测圆孔压痕的另一边相切，又得到一个读数，二者之差即为被测圆孔压痕的直径。
TH320全洛氏硬度计：
本硬度计功能设置方法详见其操作规程。
将试样放置在样品台中央，顺时针平稳转动手轮，使样品台上升，试样与压头接触。此时屏幕上出现压头运动过程示意图，最后一格表示加载初试验力终止位置。平缓转动手轮，直到压头达到终止位置，同时伴有蜂鸣报警，此时应立即停止转动手轮。
如果手轮转动有少量过量，不影响测量结果即精度，如果转动过量较大，试验机自动报警，并提示此时应重新开始。
初试验力加载完成后，测试开始自动进行。依次完成一下过程：主试验力加载，加载完成后开始设定保持时间倒计时，保持总试验力，时间到后立即开始卸载，最后显示测试结果。
逆时针转动手轮，样品台下降，全部试验力卸除，所有试验参数自动记忆，等待下次测试。
四、实验内容及操作步骤
1．了解硬度计的构造、原理、使用方法、操作规程和安全注意事项。
2．根据被测材料的种类、热处理状态等选择适宜的硬度标尺。
3．按照仪器设备的操作规程分别进行布氏硬度和洛氏硬度测定。
五、注意事项
1.试样两端要平行，表面应平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测量。
2.圆柱形试样应放在带有“V”型槽的工作台上操作，以防试样滚动。
3.加载时应细心操作，以免损坏压头。
4.加预载荷（10kgf）时若发现阻力太大，应停止加载，立即报告，检查原因。
5.测定硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。
硬度实验报告
实验一洛氏硬度实验报告 1、实验仪器型号名称：HR-150A型洛氏硬度计 2、标尺类型：A 3、试验数据： （1）、测试3个位置的硬度点并求出平均值（注明单位） 49.1HRA 49.8 HRA 48.9 HRA 平均值为49.3HRA （2）、简述硬度试样的制备要求 试样厚度应均匀，表面光滑、平整、无气泡、无机械损伤及杂质等。 试样厚度不宜过小，否则会在实验过程中穿透 （3）、简述洛氏硬度计的使用步骤 ①把式样放置在坚固平台上，旋转手轮使B、C之间长刻线与大指针对正； ②再次旋转手轮使大指针旋转3圈并仍然与B、C之间长刻线对正，小指针指向红点； ③拉动加荷手柄,施加主试验力,指示器的大指针按逆时针方向转动; ④当指示针转动停止下来后,即可将卸荷手柄推回,卸除主试验力; ⑤从指示器上读出相应的标尺读数，并记录数据; ⑥转动手轮使试件下降,再移动试件。按以上步骤重复3次试验，记录3次硬度值，最后 取平均值为此试件的洛氏硬度值;
实验二维氏硬度实验报告 1、实验仪器型号名称：HVS-30型维氏硬度计 2、试验数据： ?测试1个维氏硬度值 a、压痕两条对角线的长度：D1= 139.88mm D2= 139.13 b、测试硬度的加载力为（24.52N） c、硬度值为（238.3 HV2.5） （例如：640HV1表示用1kgf(9.807N)试验力保持10-15S测定的维氏硬度值为640） ?简述维氏硬度试样的制备要求 试样厚度应均匀，表面光滑、平整、无气泡、无机械损伤及杂质等。 试样厚度不宜过小，否则会在实验过程中穿透。 ?简述维氏硬度计的使用步骤 ①打开电源开关，将试样放在平台上。旋转目镜对准试样，调焦距使视野清晰； ②旋转使金刚石压头对准试样，设置加载时间； ③开始试验； ④指示灯灭掉后，再次旋转目镜对准试样，调整刻度线测量视野中四边形的两条对角线长度 D1、D2并进行拍照； ⑤记录显示屏上的实验数据；
洛氏硬度实验
实验三布氏、洛氏硬度实验 硬度实验是测量金属材料表面局部受到压入载荷作用时，产生局部塑性变形抗力指标。硬度试验简便易行，基本无损零件，因此，作为金属材料性能检测的主要手段，在生产和科研中得到十分广泛应用。 一、硬度试验法 1、实验目的 了解布氏、洛氏硬度试验原理和应用范围 掌握布氏、洛氏硬度试验计的基本构造和操作方法 2、实验原理 ⑴布氏硬度数值通过布氏硬度试验测定。布氏硬度试验是指用一定直径的球体（钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入被测材料或零件表面，经规定保持时间后卸除试验力，通过测量表面压痕直径来计算硬度的一种压痕硬度试验方法。 布氏硬度值是试验力除以压痕球形表面积所得的商。使用淬火钢球压头时用符号HBS，使用硬质合金球压头时用符号HBW，计算公式如下： HBS（HBW）=0.102 式中：F—试验力（N）； D—球体直径（mm）； d—压痕平均直径（mm）。
由上式可以看出，当F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。所以在测定布氏硬度时，只要先测得压痕直径d，即可根据d值查有关表格得出HB值，并不需要进行上述计算。 国家标准GB231-1984规定，在进行布氏硬度试验时，首先应选择压头材料，布氏硬度值在450以下（如灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质处理的钢材等）时，应选用钢球作压头；当材料的布氏硬度值在450~650时，则应选用硬质合金球作压头。其次是根据被测材料种类和试样厚度，按照表1—1所示的布氏硬度试验规范正确地选择压头直径D、试验力F和保持时间t。 布氏硬度习惯上只写出硬度值而不必注明单位，其标注方法是，符号HBS或HBW之前为硬度值，符号后面按以下顺序用数值表示试验条件：球体直径、试验力，试验力保持时间（10~15s不标注）例如： 120HBS10/1000/30，表示直径10mm钢球在9.80KN（1000kgf）的试验力作用下，保持30s测得的布氏硬度值为120。 500HBW5/750，表示用直径5mm的硬质合金球在7.35KN（750kgf）试验力作用下，保持10~15s测得的布氏硬度值为500。 布氏硬度值的测量误差小，数据稳定，重复性强，常用于测量退火、正火、调质处理后的零件以及灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等毛坯或半成品零件的硬度。但因测量费时，压痕较大，不适宜测量成品零件或薄件。
金属硬度检测方法
金属硬度检测方法 作者：张凤林 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。 金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。 各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各种试验方法的硬度计的原理、特点与应用。 1.布氏硬度计（GB/T231.1—2002） 1.1布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。 HB =F / S ……………… (1-1) =F / πDh ……………… (1-2) 式中： F ——试验力，N； S ——压痕表面积，mm； D ——球压头直径，mm； h ——压痕深度， mm； d ——压痕直径，mm。 1、2布氏硬度计的特点： 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10 mm直径球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
工程材料实验报告模板
工程材料实验报告 专业： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 青海大学机械工程学院 年月日
工程材料综合实验 ●金相显微镜的构造及使用 ●铁碳合金平衡组织分析 ●碳钢的热处理 ●金相试样的制备 ●碳钢热处理后的显微组织分析 ●硬度计的原理及应用 ●碳钢热处理后的硬度测试 ●常用工程材料的显微组织观察 实验一金相显微镜的构造和使用 一、实验目的 熟悉金相显微镜的基本原理、构造；了解金相显微镜的使用注意事项，掌握金相显微镜的使用方法。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）金相显微镜的基本原理2）金相显微镜的构造3）显微镜使用注意事项 四、实验步骤 五、实验报告 实验二铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 （1）熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 （2）了解铁碳合金中的相与组织组成物的本质、形态及分布特征。
（3）分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）铁碳合金的平衡组织 2）各种组成相或组织组成物的特征 3）铁素体与渗碳体的区别 四、实验步骤 五、实验报告 实验三碳钢的热处理 一、实验目的 1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火 2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能的影响。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）加热温度的选择 2）保温时间的确定 3）冷却方法 四、实验步骤 五、实验报告 实验四金相试样的制备 一、实验目的 1）了解金相试样的制备过程。 2）学会金相试样的制备技术。
二、实验设备及材料 三、实验内容 1）取样 2）镶样 3）磨制 4）抛光 四、实验步骤 五、实验报告 实验五碳钢热处理后的显微组织分析 一、实验目的 观察碳钢热处理后的显微组织 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）钢冷却时所得到的各种组织组成物的形态 2）钢淬火回火后的组织 四、实验步骤 五、实验报告 实验六硬度计的原理及应用 一、实验目的 1）熟悉洛氏硬度计、布氏硬度计、显微硬度计的原理、构造。 2）学会三种硬度计的使用 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）洛氏硬度实验原理 2）布氏硬度试验原理 3）显微硬度计的原理 四、实验步骤 五、实验报告 实验七碳钢热处理后的硬度测试
硬度测量实验报告
硬度测量实验报告 一、实验目的 1、了解常用硬度测量原理及方法; 2、了解布氏与洛氏硬度的测量范围及其测量步骤与方法; 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1.硬度就是表示材料性能的指标之一,通常指的就是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状与尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产与科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计,应用于黑色、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2.洛氏硬度 洛氏硬度测量法就是最常用的硬度试验方法之一。它就是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷与主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。 图: 未加载荷,压头未接触试件时的位置。 2-1:压头在预载荷P0(98、1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形与塑性变形。 2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。
2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h 值越大,说明试件越软,h 值越小,说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K 减去压痕深度h 的数值来表示硬度的高低。并规定0、002mm 为一个洛氏硬度单位,用符号HR 表示,则洛氏硬度值为: 002.0-H h k R 3、布氏硬度 布氏硬度的测定原理就是用一定大小的试验力F(N)把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm),然后按公式求出布氏硬度HB 值,或者根据 d 从已备好的布氏硬度表中查出HB 值。 测量范围为8~650HBW 由于金属材料有硬有软,被测工件有厚有薄,有大有小,如果只采用一种标准的试验力F 与压头直径D,就会出现对某些工件与材料的不适应的现象。因此,在生产中进行布氏硬度试验时,要求能使用不同大小的试验力与压头直径,对于同一种材料采用不同的F 与D 进行试验时,能否得到同一的布氏硬度值,关键在于压痕几何形状的相似,即可建立F 与D 的某种选配关系,以保证布氏硬度的不变性。 特点:一般来说,布氏硬度值越小,材料越软,其压痕直径越大;反之,布氏硬度值越 大,材料越硬,其压痕直径越小。布氏硬度测量的优点就是具有较高的测量精度,压痕面积大,能在较大范围内反映材料的平均硬度,测得的硬度值也较准确,数据重复性强。 四、实验内容 1. 测量滚动轴承表面洛氏硬度值 使用洛氏硬度计对轴承外圈进行硬度测定,记录相关测量数据: 加载力(kgf)= 1471 N
塑料制品硬度检测试验
塑料制品硬度检测试验 【https://www.360docs.net/doc/2518437805.html, 国际塑胶】塑料制品硬度是指其制品表面抵抗机械压力的能力。这个能力的大小与被测塑料的抗张强度和弹性模量有关。常用检测方法，按检测压头的形状不同，可分为邵尔硬度、布氏硬度和洛氏硬度。 ⑴邵尔硬度检测试验方法邵尔硬度检测试验采用邵尔硬度计，此仪器采用标准弹簧压力，压头为圆锥形，压头平面为φ0.8mm。 检测试验顺序如下。 ①按说明书要求，用硬度标准件调试压力，合标准规定值。 ②把压印头放在光滑钢板或玻璃板上，验证硬度值为100。 ③把试样平放在光滑金属板上，为压头施加（1±0.01）kg负荷，施压30s，则记录表值即为邵尔硬度值。 ⑵布氏硬度检测试验方法布氏硬度检测试验用一种标准直径（φ2.5mm、φ5mm或φ10mm）表面光滑且有一定硬度的圆钢球作压头。检测时，压头压在试样上，均匀缓慢地向压头施加负荷（负荷大小见表1），施压时间为1min，卸荷后测出钢球压试样后的压痕深度值，则即可计算出此试样的布氏硬度（MPa）。 式中 HB——布氏硬度，MPa； P ——施压负荷，N； D——钢球直径，mm； h——钢球压试样后的压痕深度，mm。 表1 试样承受负荷大小 ⑶检测试验注意事项 ①试样检测前在标准规定温度环境中存放时间不少于16h。 ②检测试验压头卸荷后1min时间内测完压痕深度。 ③检测试验时多个压痕中心距不小于25mm。 ④施加压头的负荷精确度为±1%。 ⑤检测压痕深度仪器精确度达0.01mm。 ⑥试样厚度均匀，表面平整。 ⑦采用邵尔硬度检测用试样厚度应不小于6mm。
⑧多个试样压痕，计算后取平均值为试样硬度。 ⑷洛氏硬度检测试验洛氏硬度的检测多应用在金属热处理后硬度值较高的金属表面硬度的检测。检测时用标准规定的压头（钢球或锥角120°的金刚石圆锥），先进行初试验力，然后加主试验力，再返回到初试验力。用前后两次试验力作用下压头压入试样表面深度差值计算求得该试样的表面硬度HR。 式中 HR——洛氏硬度值； e——卸除主试验力后，在初试验力下压痕深，mm； c——计算常数，取0.002mm。 采用不同的压头和主试验力配合，可获得HRA、HRB和HRC三种洛氏硬度标尺。
金属材料硬度测试实验
实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406 报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度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地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为 注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8 。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm 的压头球。 （2）布氏硬度的特点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。 压痕面积大的一个优点就是它的硬度值能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能，而不会受到个别的组成相和微小相的影响，所以说，布氏硬度试验主要用于测定灰口铸铁，轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度；压痕较大的另外一个优点就是实验的数据稳定，重复性强。 但是压痕面积较大的缺点就是不能再成品上进行试验，布氏硬度的另外一个缺点就是对于不同的材料需要更换不同直径的压头球并且需要改变试验力，压痕直径的测量也会比较麻烦，所以一般不用于自动检测。 （3）布氏硬度的表示方法
实验报告格式天然水总硬度的测定
实验报告格式： 实验日期： 实验地点： 指导教师： . 实验名称： 天然水总硬度的测定 . 一、实验目的： （1）掌握EDTA 标准溶液的配置和标定方法。 （2）掌握EBT 指示剂的使用条件和终点变化。 （3）掌握EDTA 法测定水的总硬度的方法和原理。 （4）了解水的总硬度的表示方法。 二、实验原理：（写有关反应及计算公式） 硬度：水中钙盐和镁盐含量，以CaO(mg·L -1)表示 EDTA 的标定反应：Ca + Y = CaY ， 终点：EBT-Ca(紫红)+ Y = EBT(纯蓝) + CaY EDTA 标准溶液浓度的计算：33CaCO Y CaCO Y 110004M m c V ?=? (mol/L) （3CaCO M = 100.09） 硬度的滴定反应：同标定。 硬度的计算：-1Y Y CaO M CaO(mg L )1000c V V ?=?水样 （CaO M = 56.08） 三、实验步骤：（写流程，注意事项） 1、0.02 mol·L -1EDTA 溶液的配制和标定： 配制：台秤称取EDTA 4 g → 500 mL 试剂瓶 → 加500 mL 蒸馏水，摇匀。 标定：分析天平称CaCO 3 0.1~0.2g → → 滴加1:1 HCl 至溶解→定量转移至 摇匀。移取三份25.00 mL 至 → 各加20mL pH10缓冲液， 10 mg EBT(三瓶同色) ，用EDTA 溶液滴定，紫红 → 纯蓝，记下V Y 2、天然水总硬度的测定： 滴定：移液管移取水样100.00 mL 三份→ → 各加5mL pH10缓冲液，10mg EBT(三瓶 同色) ，用EDTA 溶液滴定，紫红 → 纯蓝，记下V Y 100mL
金属硬度测试实验指导书讲解
北京理工大学珠海学院-工程材料及热处理实验 工程材料及热处理实验指导书 北京理工大学珠海学院机械与车辆学院 2012.10
实验一金属材料的硬度实验 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、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。 二、概述 金属的硬度可以认为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。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外硬度与其他机械性能（如强度指标σ b及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系。所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。 测量硬度的方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。 压入法硬度试验的主要特点是： ①实验时应力状态最软，（即最大切应力远远大于最大正应力）因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。 ②金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系： σ b=K*HB 式中：σ b ——材料的抗拉强度值；HB——布氏硬度值K——系数 退火状态的碳钢K＝0.34~0.36 合金调质钢K＝0.33~0.35 有色金属合金K＝0.33~0.53 ③硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有一定的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。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，其原因就在于此。 ④硬度测量后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合 于成品检验。 ⑤设备简单，操作迅速方便。 三、布氏硬度 （一）布氏硬度试验的基本原理 布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求
硬度测试实验报告doc
硬度测试实验报告 篇一：硬度测量实验报告 硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法； 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法； 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1. 硬度是表示材料性能的指标之一，通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体（金刚石压头或钢球）压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行，又无损于零件，因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有：洛氏硬度计，主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计，应用于黑色 、有色金属材料检验，也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2. 洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。下图
表示了洛氏硬度的测量原理。 图：未加载荷，压头未接触试件时的位置。 2-1：压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3：去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置，压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则洛氏硬度值为： HR?k-h 0.002 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D（mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直
实验 水的硬度的测定
实验11 水的硬度的测定 一．实验目的 1. 了解水硬度的概念、测定原理及方法 2.掌握滴定的基本操作及相关仪器的使用方法 二．背景知识及实验原理 1. 背景知识 水的硬度是指水中Ca2+、Mg2+浓度的总量，是水质的重要指标之一。如果水中Fe2+、Fe3+、Sr2+、Mn2+、Al3+等离子含量较高时，也应计入硬度含量中；但它们在天然水中一般含量较低，而且用络合滴定法测定硬度，可不考虑它们对硬度的贡献。有时把含有硬度的水称为硬水（硬度＞8度），含有少量或完全不含硬度的水称为软水（硬度＜8度）。 水的硬度于健康少有危害。一般硬水可以饮用，并且由于Ca(HCO3)2的存在而有一种蒸馏水所没有的、醇厚的新鲜味道；但是长期饮用硬度过低的水，会使骨骼发育受影响；饮用硬度过高的水，有时会引起胃肠不适。通常高硬度的水，不宜用于洗涤，因为肥皂中的可溶性脂肪酸遇Ca2+、Mg2+等离子，即生成不溶性沉淀，不仅造成浪费，而且污染衣物。近年来，由于合成洗涤剂的广泛应用，水的硬度的影响已大大减小了。但是，含有硬度的水会使烧水水壶结垢，带来不便。尤其在化工生产中，在蒸汽动力工业、运输业、纺织洗染等部门，对硬度都有一定的要求，高压锅炉用水对硬度要求更为严格。因为蒸汽锅炉若长期使用硬水，锅炉内壁会结有坚实的锅垢，而锅垢传热不良，不仅造成燃料浪费，而且易引起锅炉爆炸。因此，为了保证锅炉安全运行和工业产品质量，对锅炉用水和一些工业用水，必须软化处理之后，才能应用。去除硬度离子的软化处理，是水处理尤其工业用水处理的重要内容。通常对生活用水要求总硬度不得超过L，低压锅炉用水不超过L；高压锅炉用水不超过L。 硬度的单位有不同表示方法，分述如下：① mmol/L：是现在硬度的通用单位。② mg/L （以CaCO3计），因为1molCaCO3的量为100.1g，所以1mmol/L=LCaCO3。③德国硬度（简称度，单位°DH）：国内外应用较多的硬度单位。 1德国硬度相对于水中10mg(CaO)所引起的硬度，即1度；1度=10mg/L（以CaO计）；1mmol/L（CaO）=÷10=°DH 2. 实验原理 本实验采用配位滴定法进行测定。配位滴定法是利用配合物反应进行滴定分析的容量分
硬度测量实验报告
硬度测量实验报告 Prepared on 22 November 2020
硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法； 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法； 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1.硬度是表示材料性能的指标之一，通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体（金刚石压头或钢球）压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行，又无损于零件，因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有：洛氏硬度计，主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计，应用于黑色、有色金属材料检验，也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2.洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。 图：未加载荷，压头未接触试件时的位置。
2-1：压头在预载荷P0作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3：去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置，压头压入试样的深度为 h1。由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则洛氏硬度值为： 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D（mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根据 d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。测量范围为8~650HBW 由于金属材料有硬有软，被测工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一种标准的试验力F和压头直径D，就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。因此，在生产中进行布氏硬度试验时，要求能使用不同大小的试验力和压头直径，对于同一种材料采用不同的F和D进行试验时，能否得到同一的布氏硬度值，关键在于压痕几何形状的相似，即可建立F和D的某种选配关系，以保证布氏硬度的不变性。特点：一般来说，布氏硬度值越小，材料越软，其压痕直径越大；反之，布氏硬度值越大，材料越
金属材料硬度实验测定实验报告
( 实验报告) 姓名：____________________ 单位：____________________ 日期：____________________ 编号：YB-BH-053883 金属材料硬度实验测定实验报Experimental report on hardness measurement of metal materials
金属材料硬度实验测定实验报告 金属材料硬度实验测定实验 一、实验目的 (1)了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。 (2)学会正确使用硬度计。 二、实验设备 （1）布氏硬度计 （2）读数放大镜 （3）洛氏硬度计 （4）硬度试块若干 （5）铁碳合金退火试样若干（ф20×10mm的工业纯铁，20，45，60，T8，T12等）。 （6）ф20×10mm的20，45，60，T8，T12钢退火态，正火态，淬火及回火态的试样。 三、实验内容 1、概述 硬度是指材料抵抗另一较硬的物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重
要的力学性能指标之一。与其它力学性能相比，硬度实验简单易行，又无损于工件，因此在工业生产中被广泛应用。常用的硬度试验方法有： 布氏硬度试验――主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。 洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后产品性能检验。 维氏硬度试验——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。显微硬度试验——主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度。 2、实验内容及方法指导 （1）布氏硬度试验测定。 （2）洛氏硬度试验测定。 （3）试验方法指导。 3、实验注意事项 （1）试样两端要平行，表面要平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测定。 （2）圆柱形试样应放在带有“V”形槽的工作台上操作，以防试样滚动。 （3）加载时应细心操作，以免损坏压头。 （4）测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。 （5）金刚钻压头系贵重物品，资硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。 （6）应根据硬度实验机的使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围，将不能获得准确的硬度值。
实验一---材料的硬度测试
实验一---材料的硬度测试
实验一材料的硬度测试 一、实验目的 掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。 掌握显微镜硬度的测试方法及原理。 给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方 法。 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用压入法来测定硬度。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
有什么必然的内在关系。 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：б =K*HB b —材料的抗拉强度；K—系数，取式中：б b 值见表一；HB—布氏硬度。 4、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。
材料的硬度检测实验报告
材料的硬度检测实验报告 Prepared on 22 November 2020
一 材料的洛氏硬度测定报告 一、实验目的： 1、了解洛氏硬度计的测试原理。 2、掌握用洛氏硬度计测定材料硬度的方法。 二、实验原理： 用圆锥形金刚石压头或钢球压头，在规定的试验力下，垂直压入试件表面。加载方式为，先加初试验力，这时压痕的深度为h 1，再加总试验力（即初试验力加主试验力），这时压痕的深度为h 2。。经保持规定时间后，以卸除主试验力而保留初试验力时的压痕深度h 3与在初试验力作用下压痕深度h 1之差来表示硬度。即e ＝h 3－h 1。压痕深度越大则硬度越软，但为了符合数值大硬度高的读数习惯，需用下式作以变换： C h -h -K HR 13 K 常数：采用金刚石压锥时K=100 采用钢球作压头时K=130 C =0.002mm 指示器刻度盘上一个分度格 三、实验仪器及原材料 1、HR-150型洛氏硬度计 2、根据实际情况填写 四、实验步骤： 1、置试件于工作台上，顺时针旋转手轮使工件上升至加满初试验力（即小指针至于红点）为止，此时大指针应垂直向上指向标记B(C)处，其偏移不得超过±5分度格，否则另选一点。 2、转动指示器的调整盘，使大指针指向刻度B(C)。 3、向后缓慢推倒加载试验力操纵手柄，保证主试验力在4—6秒内施加完毕。总试验力保持5秒时间后，向前慢拉加载试验力手柄，卸去主试验力，保留初试验力。 4、此时硬度计表头长指针指向的数据，即为被测试件的硬度值。
5、逆时针转动手轮使工作台下降，更换测试点，重复上述操作。 五、数据记录与处理 4-6秒内。 降时间应调整在 2、试件的最小厚度应 10倍。 大于压痕深度的 3、两个测试点之间间隔应大与5mm。 六、思考题 1、经过了洛式硬度计的 检测后测得已知试样A的洛氏硬度为60HRC，请问被测材料的压痕深度为多少 二显微硬度的测定报告 一、实验目的： 了解显微硬度的测试原理和显微硬度计的使用方法。 二、实验原理： 将显微硬度计上特制的金刚石压头，在一定负荷的作用下压入待测试样表面，用硬度计上的测微器，测量正方形压痕对角线的长度。显微硬度按下式计算： 式中 HV—显微硬度值（N/mm2）； HV=d2 P—负荷（N）；(实验数据填写时为1) d—四方形压痕对角线平均长度（μm）。（读数/40） 三、实验仪器及原材料 1、根据实际情况填写 2、根据实际情况填写 四、实验步骤：
金属材料硬度测试实验
金属材料硬度测试实验集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度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地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm
洛氏硬度实验报告 (2)
洛氏硬度实验报告 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、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。 二、实验原理 (一) 洛氏硬度试验的基本原理 洛氏硬度属于压入硬度法，但它不是测定压痕面积，而是根据压痕深度来确定硬度值指标。其试验原理如图3-3所示。 洛氏硬度的试验原理：用金刚石圆锥体压头或一定直径的钢球压头，在初试验力F0和主试验力F1先后作用下，压入试样表面，保持一定时间，卸除主试验力，保留初试验力，此时的压入深度为h1，在初试验力作用下的压入深度为h0，它们之差e(h1—h0)来表示压痕深度的永久增量。每压入0.002mm为一个洛氏硬度单位。（图1）1.3洛氏硬度的计算公式：HRA、C=100—(e/0.002) HRB=130—(e/0.002) 、
洛氏硬度试验所用压头有两种：一种是顶角为120°的金刚石圆锥，另一种是直径为1/16"（1.588mm）的淬火钢球。根据金属材料软硬程度不一，可选用不同的压头和载荷配合使用，最常用的是HRA、HRB和HRC。这三种洛氏硬度的压头、负荷及使用范围列于表3-2。 表3-2 常见洛氏硬度的试验规范及使用范围 标尺所用符号/压头 总负 荷kgf 表盘上刻 度颜色 测量 范围 相当维氏 硬度值 应用范围 HRA 金刚石圆锥60 黑色70-85 390-900 碳化物、硬质合金、淬火 工具钢、浅层表面硬化层 HRB 1/16"钢球100 红色25-100 60-240 软钢（退火态、低碳钢正 火态）、铝合金 HRC 金刚石圆锥150 黑色20-67 249-900 淬火钢、调质钢、深层表 面硬化层 表注：(1)金刚石圆锥的顶角为120°+30'，顶角圆弧半径为0.21±0.01mm (2)初负荷均为10公斤 洛氏硬度测定时，需要先后两次施加载荷（初载荷及主载荷），预加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。图3-3中0-0位置为未加载荷时的压头位置，1-1位置为加上10 Kgf 预加载荷后的位置，此时压入深度为h1，2-2位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为h2，h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，卸除主载荷后，由于弹性变形恢复而稍提高到3-3位置，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示。但这样直接以压入深度的大小表示硬度，将会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值大的现象，这与布氏硬度所标志的硬度值大小的概念相矛盾。为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，采用一常数（K）减去（h3-h1）的差值表示硬度值。
金属材料硬度测试实验
金属材料硬度测试实验集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度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地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为 注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm的压头球。 （2）布氏硬度的特点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。
实验一---材料的硬度测试
实验一材料的硬度测试 一、实验目的 掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。 掌握显微镜硬度的测试方法及原理。 给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方法。 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用压入法来测定硬度。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，没有什么必然的内在关系。 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。 4、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保持一