硬度试验
硬度实验_精品文档
实验24 洛氏、布氏、维氏3学时，导前课程：材料力学性能审编责任人：吴腾一、实验目的1.了解不同类型硬度测定的基本原理及应用范围。
2.掌握各种硬度计的操作方法。
二、实验内容测量45#钢（退火态或正火）的布氏硬度；测量45#钢（淬火态）的洛氏硬度和维氏硬度。
三、实验仪器、设备及材料洛氏硬度计，布氏硬度计，维氏硬度计和显微维氏硬度计。
四、实验原理硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力，是重要的机械性能之一。
它是给初级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能力越大，材料产生塑性变形就越困难，硬度实验方法简单，操作方便，出结果快，又无损于零件，因此被广泛应用。
测定金属硬度的方法很多，有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
1．布氏硬度试验(1)布氏硬度实验原理布氏硬度实验是以一定直径的钢球施加一定负荷P，压入被测金属表面（如图24-1所示）保持一定时间，然后卸荷，根据金属表面的压痕面积F求应力值，以此作为硬度值的计量指标，以HB表示，则HBπ/=（3-1）/=FPDhP式中：P—负荷（kgf）；D—钢球直径（mm）；h—压痕深度（mm）(a) 原理图(b) h和d的关系图24-1 布氏硬度实验原理图由于测量压痕d 要比测量压痕深度h 容易，将h 用d 代换，这可由图24-1（b ）中的△Oab 关系求出：222222⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛h D d D （3-2） 转换可得，222d D D h --= （3-3）将式（3-3）代入式（3-1）即得：)(222d D D D PHB --=π （3-4）式（3-4）中，只有d 是变数，所以只要测量出压痕直径，就可根据已知的D 和P 值计算出HB 值。
在实际测量时，可根据HB 、D 、P 、d 的值所列成的表，若D 、P 已选定，则只需用读数测微尺（将实际压痕直径d 放大10倍的测微尺）测量压痕直径d ，就可直接查表求得HB 值。
硬度测试实验报告
硬度测试实验报告1、测试硬度的意义硬度：表示材料抵抗其他较硬物体的压入能力，是材料软硬程度的有条件性的定量反映。
硬度本身不是一个单纯而确定的物理量，硬度本身不是一个单纯而确定的物理量，而是由材料的弹性、而是由材料的弹性、而是由材料的弹性、塑性、塑性、韧性等力学性能组成的综合指标。
通过硬度测量可间接了解高分子材料的其他力学性能，如磨耗、拉伸强度等。
1、 邵氏硬度计测试原理具有一定形状的钢制压针，在试验力作用下垂直压入试样表面，当压足表面与试样表面完全贴合时，压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度L ，以L 值的大小来表征邵氏硬度的大小,L 值越大，表示邵尔硬度越低，反之越高.计算公式为： H A =100- L/0.025 2、 测试仪器LX-A 邵氏硬度计3、测试步骤 把试样放置在坚固的平面上，拿住硬度计，压足中孔的压针距离试块边缘至少12mm ，施加一定力平稳地把压足压在试样上，施加一定力平稳地把压足压在试样上，不能有任何振动，不能有任何振动，并保持压足平行于试样表面，并保持压足平行于试样表面，以使以使压针垂直地压入试样，所施加的力要刚好足以使压足和试样完全接触，在压足和试样完全按触后1秒内读数。
在试样相距至少6mm 的不同位置测量硬度值5次，取其平均值H A 。
4、 测试注意事项5.1塑料硬度低于10 H A 或者高于90H A 都不能使用LX-A 邵氏硬度计进行测量。
5.2使用邵氏硬度计时，当LX-A 邵氏硬度计示值低于10 H A 时是不准确的，测量结果不能使用。
当测量值超出90 HA 时推荐使用LX-D 邵氏硬度计。
5.3测定前应检查硬度计的指针在自由状态下应指向零位。
5.4塑料试样为正方形,边长50mm 、厚度6mm ；也允许采用50×50×15mm 15mm 的试样。
试样厚度不足6mm 时，可用同样胶片重叠测定，但不超过3层。
并要求胶片上下平行。
5.5在可能的情况下,试样在测试前应按照GB/T2941-1991规定在实验室标准温度下（温度23±2℃，湿度5050±±5%，试验前样品在该环境条件下的调节时间应大于30min ）进行调节。
硬度测试标准
硬度测试标准硬度测试是材料力学性能测试的重要方法之一，用于衡量材料的硬度和耐磨性。
硬度测试标准是指对材料硬度进行测试时所需遵循的规范和标准。
不同材料的硬度测试标准可能会有所不同，下面将介绍一些常见的硬度测试标准及其应用。
1. 洛氏硬度测试标准。
洛氏硬度测试是一种常用的金属硬度测试方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕面积来表示硬度大小。
洛氏硬度测试标准主要包括洛氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
2. 布氏硬度测试标准。
布氏硬度测试是另一种常用的金属硬度测试方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕深度来表示硬度大小。
布氏硬度测试标准主要包括布氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
3. 维氏硬度测试标准。
维氏硬度测试是用于测定金属材料硬度的一种常用方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕直径来表示硬度大小。
维氏硬度测试标准主要包括维氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
4. 硬度测试标准的应用。
硬度测试标准的应用范围非常广泛，涉及到金属材料、非金属材料等各个领域。
在工程实践中，合理选择和正确应用硬度测试标准对于评定材料的硬度和耐磨性具有重要意义。
只有严格按照硬度测试标准进行测试，才能确保测试结果的准确性和可靠性。
5. 硬度测试标准的发展。
随着材料科学技术的不断发展，硬度测试标准也在不断完善和更新。
新的测试方法、新的测试设备不断涌现，为硬度测试提供了更多的选择和可能。
同时，也有更多的行业标准和国际标准对硬度测试提出了更高的要求，以适应不断变化的市场需求和科技发展。
总结。
硬度测试标准是衡量材料硬度和耐磨性的重要依据，严格遵循硬度测试标准对于测试结果的准确性和可靠性至关重要。
各种硬度测试方法和标准的应用需要根据具体材料的特性和测试要求进行选择和确定，以确保测试结果的准确性和可比性。
硬度测量实验报告
一、实验目的1. 了解硬度测量的基本原理和常用方法。
2. 掌握布氏硬度计和洛氏硬度计的使用方法。
3. 通过实验，学会如何正确测量金属材料的硬度。
二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬物体压入表面抵抗塑性变形的能力。
它是衡量材料性能的重要指标之一。
硬度试验简单易行，且无损于工件，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、洛氏硬度试验等。
三、实验设备1. 布氏硬度计2. 洛氏硬度计3. 读数放大镜4. 硬度试块若干5. 铁碳合金退火试样若干（2010mm的工业纯铁，20、45、60、T8、T12等）6. 2010mm的20、45、60、T8、T12钢退火态、正火态、淬火及回火态的试样四、实验内容1. 概述硬度是指材料抵抗另一较硬物体压入表面抵抗塑性变形的能力。
常用的硬度试验方法有布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。
2. 实验内容及方法指导（1）布氏硬度试验测定1）将试样放置在布氏硬度计的试验台上，调整试样与压头之间的距离。
2）将压头对准试样表面，按下试验按钮，使压头压入试样。
3）停止试验，取出压头，观察试样表面压痕直径。
4）根据压痕直径和试验条件，查表得到布氏硬度值。
（2）洛氏硬度试验测定1）将试样放置在洛氏硬度计的试验台上，调整试样与压头之间的距离。
2）将压头对准试样表面，按下试验按钮，使压头压入试样。
3）停止试验，取出压头，观察试样表面压痕深度。
4）根据压痕深度和试验条件，查表得到洛氏硬度值。
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，以免影响测量结果。
2）试验过程中，注意观察压头与试样表面的接触情况，确保试验数据的准确性。
3）实验结束后，及时清理试验台和试样，保持实验环境的整洁。
五、实验结果与分析1. 布氏硬度试验通过布氏硬度试验，我们得到了不同试样的布氏硬度值。
对比实验结果，发现试样硬度随着材料硬度的增加而增大。
2. 洛氏硬度试验通过洛氏硬度试验，我们得到了不同试样的洛氏硬度值。
工程材料硬度实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验方法的应用范围。
2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等硬度试验方法及其操作步骤。
3. 分析不同材料硬度与力学性能之间的关系。
4. 提高对工程材料性能评价的能力。
二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬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。
硬度试验方法主要有布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。
1. 布氏硬度试验：在规定的载荷下，将直径为D的钢球或直径为D/10的金刚石球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕直径d，根据压痕直径和载荷F计算硬度值。
2. 洛氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石圆锥或淬火钢球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕深度h，根据压痕深度和压头类型计算硬度值。
3. 维氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石正四棱锥压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕对角线长度d，根据对角线长度和载荷F计算硬度值。
三、实验仪器与设备1. 布氏硬度试验机2. 洛氏硬度试验机3. 维氏硬度试验机4. 读数放大镜5. 标准硬度块6. 试样（如钢、铸铁、有色金属等）四、实验内容及步骤1. 布氏硬度试验（1）将试样放置在布氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。
（2）选择合适的载荷和钢球直径，按照实验要求进行试验。
（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕直径d。
（4）根据公式HB = 2F/d^2（F为载荷，d为压痕直径）计算布氏硬度值。
2. 洛氏硬度试验（1）将试样放置在洛氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。
（2）选择合适的压头和载荷，按照实验要求进行试验。
（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕深度h。
（4）根据公式HRC = 100(K - h/d)（K为常数，h为压痕深度，d为压痕直径）计算洛氏硬度值。
3. 维氏硬度试验（1）将试样放置在维氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。
（2）选择合适的载荷，按照实验要求进行试验。
硬度试验标准
材料硬度试验方法⏹ 硬度是材料机械性能的一种整体综合指标。
⏹ 硬度值不仅与材料的弹性极限、弹性模量、屈服极限、脆性、乃至于材料结晶状态、原子间键结合力和原子结构等都有关系, 硬度测定的特点是不损坏工件、操作方便、迅速、效率高。
2.1硬度试验方法分类⏹ 静压入试验 —— 用以测定材料对永久变形的抗力。
布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度 ⏹ 划痕试验 —— 测定材料对破裂的抗力。
观察一种材料是否能被另一种材料划痕， 马氏划痕硬度、莫氏划痕硬度⏹ 犁槽试验 —— 将一钝头元件（通常为金刚石）以一定的载荷和相似条件下划过表面，以划痕宽度作为硬度的度量标准。
Bierbaum 硬度试验⏹ 回跳试验 —— 或称弹性回跳法，测定材料对弹性变形的抗力。
使一标准质量和尺寸的物体由试验表面弹回，取回跳高度作为硬度标准。
肖氏硬度⏹ 阻尼试验 —— 也称摇摆试验，测定材料对永久变形的抗力。
摇摆法硬度⏹ 磨损试验 —— 将试样压在一正在转动的圆盘上，以磨耗率作为硬度的度量标准⏹ 冲蚀试验 —— 在标准条件下将磨料冲射到试验表面上，以在一定时间内损失的材料重量作为硬度的度量标准2.2静压入硬度试验定义：抵抗永久压痕的能力。
原理：在一定的时间间隔里，将硬质压头压入所要测试的金属表面，然后测量压痕的深度或大小。
优点：材料的硬度和其他物理特性之间存在着某种关系，是一种非破坏性试验。
分类：宏观硬度 通常载荷在1KG 以上显微硬度 通常载荷小于1KG(1g-500g)纳米硬度 通常在更小的载荷范围2.3常用的静压入硬度试验方法----2.3.1布氏硬度试验 (GB231-63)测量将一定直径（10mm 、 5mm 、 2.5mm ）的钢球在一定载荷下压入金属, 保持一定时间后卸载, 测量压痕直径, 按下列公式计算硬度值 HB:P —— 负荷 (kgf)S —— 压痕的球形表面积(mm2)D —— 钢球直径(mm)d —— 压痕直径(mm)h —— 压痕深度(mm)压痕直径是在两个相互垂直方向上测量的平均值。
硬度试验标准
大致相当于维氏 390 – 900 硬度 应用
薄板、硬质合金` 淬 火 钢 、 调 质 钢 低 中 碳 钢 、 退 火 表面淬火等 等 钢、铜合金、硬 铝合金等
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.2 洛氏硬度试验 (GB230-63)
l
计算公式
h1 h0 HRA 100 0.002
h1 h0 HRB 130 0.002
h1 h0 HRC 100 0.002
h0 ---- 初负荷作用下的压痕深度 mm. h1 ---- 加上主负荷并卸除, 而保留初负荷时的压痕深度 mm.
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.2 洛氏硬度试验 (GB230-63)
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
2.4硬度的应用举例：
硬度与屈服极限的关系: 对于多晶体的塑性材料 σ≈ 0.3HV. 研究摩擦磨损引起的表面性质的变化 表面涂层的性能 涂层厚度测量 材料晶粒内部的机械性能的变化 研究材料的各向异性 作为半导体材料高纯度和均匀度的标准 医学上的应用: 鉴别牙质的病变(健康牙齿表面珐琅质硬度达HV400, 内部象 牙质HV50~70左右. 研究硬度和材料流变的关系 研究陶瓷的力学效应和硬度的关系 硬度与剪切强度之间的关系
参考文献
1. 2. 3. 4.
[美] J.H.韦斯特布鲁克, H. 康拉德, 硬度试验科学及其 应用, 李承欧等 译, 中国计量出版社, 1987.8. [美] V.E.莱萨特, A.德贝利斯，硬度试验手册, 廖日嶽 金文博 译 计量出版社, 1985.5. 金属机械性能试验法汇编, 1975. 杨迪、李福欣编著， 显微硬度试验，中国计量出版社, 1988.1。
硬度测试实验
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 ＝πDh＝()222d D D D--πHB ＝FP HB ＝()222/2mm kg d D D D P--π式中：P —施加的栽荷kgF —压痕的表面积，mm 2 D —钢球的直径，mm B —压痕直径，mm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Φ2.5mm 、Φ5mm 、Φ10mm 三种钢球。
载荷有15.6kg 、62.5kg 、187.5kg 、250kg 、750kg 、1000kg 、3000kg 七种。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、试验原理
洛氏硬度试验使用测量压痕深度的原理计算硬度值。
试验时，对试样首先施加初试验力F0，产生一个压痕深度h0，然后施加主试验力F1，此时产生一个压痕深度增量h1，第二个步骤是在总试验力作用下进行的，总压痕深度为h0+h1。
在此条件下经过规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验下的残留的压痕深度。
洛氏硬度与表面洛氏硬度的区别在于：洛氏硬度单位为0.002mm；而表面洛氏硬度单位为0.001mm。
洛氏硬度＝标尺硬度数－（残余压痕深度/标尺单位）
HR（A、C、D）=100－(h/0.002)
HR（B、E、F、G、H、K）=130－(h/0.002)
HR（N、T）=100－(h/0.001)
二、符号表示
⏹ 1 S—用S表示规定标尺的单位，对于洛氏硬度为0.002mm；对表面洛氏硬度为
0.001mm。
⏹2 h—压痕残余深度，在试验中，首先施加初试验力，然后施加主试验力，在总试验
力下保持规定时间后，卸除主试验力，在保持初试验力的条件下测量的压痕深度即为压痕残余深度h。
⏹ 3 h/S—新标准中用h/S取代了e。
在GB/T230-91和GB/T1818-94中，规定用e表示
压痕残余深度增量，其定义为：去除主试验力后，在初始试验力下的残余压痕深度增量，分别用0.002mm和0.001mm为单位表示。
新标准中用残余压痕深度增量h 与洛氏硬度单位S之比表示，概念比较明确，即以洛氏硬度数表示压痕残余深度。
⏹ 4 N —规定标尺的洛氏硬度数，对于洛氏硬度试验，当使用金刚石压头时，满程
硬度数为100，当使用球压头时，满程硬度数为130，对于表面洛氏硬度试验，满程硬度数为100。
⏹ 5 HR－对各标尺洛氏硬度，是用规定标尺满程硬度数减去以相应标尺单位表示的
硬度个数，即
⏹洛氏硬度=N－h/s
⏹对于HRA、HRC和HRD标尺为100－h/0.002；对于HRB、HRE、HRF、HRG和
HRK用球压头试验的标尺，为130－h/0.002 ；对于表面洛氏硬度HRN和HRT标尺，为100－h/0.001。
3 应用范围
⏹1）N标尺
15N、30N、45N 金刚石压头
2）T标尺
15T、30T、45T 1.5875mm球
⏹3）A、C、D标尺金刚石压头
⏹4）B、F、G标尺 1.5875mm球
⏹5）E、H、K标尺 3.175mm 球
• 将压头(金刚石圆锥、钢球或硬质合金球)分两步压入试样表面,经规定保持时间后,
卸除主试验力,测量在初试验力下的残余压痕深度, (参见标准中的图1).
• 硬度值按下式计算:
洛氏硬度
N 为给定标尺的硬度数(N =100,或130);
h 为残余压痕深度;
S 为给定标尺的单位:对于洛氏硬度,S=0.002mm;
对于表洛S=0.001mm.
5 硬度符号
• A 、C 和D 标尺洛氏硬度,用硬度数加符号 “HR ”加标尺 “字母”表示, 例如88HRA,
70HRC, 77HRD.
• B 、 E 、 F 、 G 、 H 和K 标尺洛氏硬度,用硬度数加符号 “HR ”加标尺 “代号”
加压头 “代号”表示. 钢球压头代号为 “S ”, 硬质合金球为 “W ”. 例如,60HRBS, 60HRBW.
• N 标尺表面洛氏硬度, 用硬度数加符号 “HR ”加标尺表示. 例如70HR15N.
• T 标尺表面洛氏硬度, 用硬度数加符号 “HR ” 加标尺加压头代号表示. 例如
67HR15TS, 67HR15TW.
• 表洛6个标尺:3个N 标尺(圆锥压头),3个T 标尺(1,5875mm)球);
洛氏A,C,D 3个标尺,使用圆锥压头;
洛氏B,F,G 3个标尺,使用1.5875mm 球(W,S);
洛氏E,H,K 3个标尺,使用3.175mm 球(W,S)
6 硬度计
6.1 硬度计、压头和压痕深度测量装置均应符合GB/T230.2-2002的规定要求.
6.2 压头
金刚石圆锥压头:
锥角120°,顶部半径0.2mm.
球压头:
直径1.5875mm 或3.175mm, 钢球或硬
质合金球.
8 试验条件和方法
• 温度: 试验一般在室温10℃～35 ℃下进行;严格温度在23 ℃±5 ℃下进行; • 试样支承稳固, 对中;
• 施加初始试验力应平稳, 初始试验力保持时间≤3s;
• 施加主试验力在1s ～8s 完成;
• 总试验力保持时间4s ±2s; 低硬度材料经协商可延长时间,偏差±2s.
• 两相邻压痕中心间的距离≥4倍压痕直径, 并且≥2mm.
• 任一压痕中心至试样边缘的距离≥2.5倍压痕直径, 并且≥1mm.
• 无其他规定时,每试样试验点不少于4点,第1试验点不计(即3有效点).
9 结果数值的修约
S h N -=
•测得的硬度结果数值应至少精确至0.5HR.
•按照这要求,报告硬度结果应精确至0.5HR或更精确(例如精确到0.1HR).因为洛氏硬度由硬度计显示或读出,要符合这要求,硬度计的分辨力应至少为0.5HR单位. •硬度计的分辨力优于0.1HR时,如无具体说明,可以将读数修约(修约间隔为0.1HR),硬度计的分辨力劣于0.5HR时,不符合本标准要求.。