实验一 洛氏硬度实验
洛氏硬度实验报告
洛氏硬度实验报告篇一：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-h0.0023.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。
洛氏硬度
表面洛氏硬度试验采用三种试验力，两种压头，它们有6种组合，对应于表面洛氏硬度的6个标尺。表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充，在采用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时，就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压头，采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力，就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果。表面洛氏硬度的N标尺适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD测试的材料；T标尺适用于类似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG测试的材料。 HRC标尺的使用范围是20~70HRC，当硬度值小于20HRC时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度下降，这时应改用HRB标尺。尽管HRC标尺被规定的上限值为70HRC，但是当试样硬度大于67HRC时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，因此一般应改用HRA标尺。 HRA标尺的使用范围是20-88HRA，由美国标准ASTM E140可以获得以下换算关系： 27HRA≈30HRB 60HRA≈100HRB≈20HRC 85.6HRA≈68HRC 可见，HRA标尺的测试范围涵盖了从软钢（HRB）、硬钢（HRC）到硬质合金的硬度范围。然而，事实上HRA标尺很少用于测试软钢，主要用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。在硬质合金方面，由于技术进步，有些材料硬度已达到93-94HRA，这已超出标准规定。工程上超出HRA高端的测量范围已成为惯例。 HRA标尺有一个特殊用途。在使用洛氏硬度计测试钢试样时，如果不知试样是软钢还是硬钢，可先用HRA标尺试测一下，当硬度值小于60HRA时可改用HRB标尺，当硬度值大于60HRA时可改用HRC标尺。 HRB标尺的使用范围是20~100HRB，当硬度值低于20HRB时，由于钢球的压入深度过大，金属蠕变加剧，试样在试验力作用下的变形时间延长，测试值准确度降低，此时应改用HRF标尺。当硬度值大于100HRB时，因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。在使用HRB标尺测试钢试样时，一个特别值得注意的地方是：当预先不知道试样是软钢还是硬钢时，决不可使用HRB标尺做测试，因为用钢球压头误测了淬火钢，钢球就可能会变形，钢球压头就会损坏，这是钢球压头损坏的主要原因。遇到这种情况时应先用金刚石压头，用HRA标尺测试一下，再决定是用HRB还是用HRC。 HRF标尺的使用范围是60~100HRF。HRF标尺是国外使用较多的一个标尺，它是测试纯铜和较软的铜合金材料很好的检测手段。但是在我国，也存在标准硬度块短缺的问题，它的应用也受到了限制。 HRG标尺适用于HRB值接近100的材料，对于铍青铜、磷青铜、可锻铸铁这些硬度范围介于HRB标尺的高端和HRC标尺低端的材料，如果改用HRG标尺，就可以大大改善测试的灵敏度，提高测试精度。 分为金属类洛氏硬度,塑料类洛氏硬度(HRR
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：A3、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：⑴测试1个维氏硬度值a、压痕两条对角线的长度：D1= 139.88mm D2= 139.13b、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）⑵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。
⑶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；维氏硬度计的测量方法及检定中常见故障的处理⑥ 1.维氏硬度的表示方法⑦维氏硬度用HV表示，符号之前为硬度值，符号之后按如下顺序排列：⑧(1)选择的试验力值⑨(2)试验力保持时间(10~15一般不标注)⑩示例：640HV30表示在试验力为294.2N下保持10-15s，测定的维氏硬度值为640。
洛氏硬度硬度试验原理
洛氏硬度硬度试验原理
洛氏硬度试验原理是通过在被测物表面施加一定压力下，用硬度计测量压入钻痕或凹坑的大小来评估物质的硬度。
洛氏硬度试验常用于金属材料的硬度测试。
具体实验过程如下：
1. 将一个钢球或钻石针头固定在硬度计的压头上。
2. 将被测物和硬度计摆在水平桌面上，确保被测物稳定不动。
3. 调整硬度计的压头位置，使其与被测物表面接触，并施加一定的压力。
4. 在一定时间内保持压头对被测物的压力不变，然后缓慢减小压力。
5. 观察被测物表面产生的钻痕或凹坑的直径，并用硬度计测量其大小。
6. 根据产生的钻痕或凹坑直径和所施加的压力，确定被测物的洛氏硬度。
洛氏硬度试验原理的基本假设是，硬度计施加的压力和产生的钻痕或凹坑直径之间存在一定的关系。
根据洛氏硬度计的规定和经验公式，可以将硬度计读数转换为对应的洛氏硬度值。
需要注意的是，洛氏硬度试验原理在不同材料之间存在一定的差异，因此在进行硬度测试时需要选择适合的试验方法和参数。
此外，洛氏硬度计仅能评估材料表面的硬度，不能直接反映材料整体的硬度特性。
《工程材料学》实验指导书
《工程材料学》实验指导书适用专业:材料成型及控制工程课程代码: 6000089 总学时: 56 总学分: 3.5 编写单位:材料科学与工程学院编写人:审核人:审批人:目录实验一金属材料的硬度实验 (2)实验二铁碳合金平衡组织的观察 (7)实验三钢的热处理操作 (10)实验四碳钢的非平衡及铸铁组织观察 (14)注释 (18)主要参考文献 (18)实验一金属材料的硬度实验一、实验目的和任务1. 了解硬度测定的基本原理和应用范围。
2．了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
二、实验仪器、设备及材料1.HB一3000型布氏硬度试验机；2.H－100型洛氏硬度实验机3.读数放大镜4.试样：调质状态45钢和淬火状态T12钢。
三、实验原理硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。
一般认为硬度是金属表面抵抗局部压入变形或刻划破裂的能力。
硬度值越高，金属表面抵抗塑性变形或刻划破裂的能力就越大。
另外，金属的硬度与其它机械性能之间存在一定的内在联系。
例如，硬度和强度之间的联系，可用下式表示：σb＝K•HB式中：σb——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利用硬度值还可估算材料的耐磨性。
通常，硬度值意高，材料的耐磨性愈好。
硬度测定迅速方便，试验后仅在金属局部表面留下微小压痕，不会损坏被测试对象。
因此，硬度试验作为测定材料性能、检验产品质量、制定加工工艺的一种简便方法，在生产中得到广泛应用，其中，以布氏硬度和洛氏硬度的应用比例最大。
1、布氏硬度(1)试验原理在一定的压力下，将一定直径的球体，压入金属表面(图1—1)，并保持一定的时间，然后卸除载荷，测量压痕直径，计算压痕单位面积上所受载荷的大小。
由此获得的材料硬度值便称为布氏硬度(值)，用HB表示(当球体是淬火钢球时，HB标识符力HBS；当球体是硬质合金时，HB标识符为HBW)：HB ＝P/ F 凹＝ )(222d D D D P--π 式中：P —试验载荷(10-1N)F 凹—压痕面积(mm 2)D —球体直径（mm)d 一压痕直径(mm)由于金属材料有硬有软，所测工件有厚有厚有薄，因此，在测定布氏硬度值时，就需要有不同载荷P 和球体直径D 。
机械工程材料实验指导书实验一硬度试验
机械工程材料实验指导书实验一硬度实验【实验目的】1．进一步加深对硬度概念的理解。
2．了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。
3．熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。
【实验设备及材料】布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(钢、铸铁或有色金属)一组。
【实验原理】硬度计的原理是：将一定直径球体压入试样表面，保持一定的时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径，用试验力压出一压痕表面面积计算硬度。
1.布氏硬度（HB）以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2) ，布氏硬度计适用于铸铁等晶粒粗大的金属材料的测定。
2.洛氏硬度（HR）当HB大于450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，分三种不同的硬度标尺HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。
HRB：是采用100kg 载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。
一、布氏硬度实验【布氏硬度计】THBS-3000DA采用电子自动加荷，计算机软件编程，高倍率光学测量，采用自动数字式编码器直接测量，测试结果LCD显示。
图1 THBS-3000DA型布氏硬度试验机【试样的技术条件】1．试样的试验面，应制成光滑平面，不应有氧化皮及污物。
试验面应能保证压痕直径能精确测量，试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。
2．在试样制备过程中，应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。
洛氏硬度实验报告
洛氏硬度实验报告一、简介洛氏硬度实验是指将钢珠或钻石等硬度已知的物质压在测试物表面，通过测试物表面的形变来判断测试物的硬度，是目前工业中常见的硬度试验方法。
该方法主要适用于金属材料，但也可以用于测试塑料和橡胶的硬度。
在本次实验中，我们将测试不同金属材料的硬度。
二、实验步骤1. 准备测试样品：将带有不同硬度的测试样品准备好，包括铝合金、钨钢、不锈钢等材料。
2. 安装洛氏硬度计：将测试样品放在测试台上，安装洛氏硬度计并对其进行校准。
3. 进行实验：将钢珠压在测试样品表面，观察表面形变，并记录测试数值。
4. 重复实验：对同一测试样品进行多次测试，取平均值确定其硬度值。
5. 清理实验设备：完成实验后，将测试台和洛氏硬度计彻底清洁，以确保下次实验的准确性。
三、实验结果经过多次测试，不同测试样品的硬度值如下：测试样品 | 硬度值---|---铝合金 | 75钨钢 | 90不锈钢 | 83从上表可以看出，不同金属材料的硬度值有所差异，其中钨钢的硬度最大，铝合金最小。
不同材料的硬度差异主要与其金属结构和材料成分有关。
四、讨论与分析对于我们的实验结果，我们应该如何进行讨论和分析呢？以下是一些可能的思路：1. 材料硬度与材料结构的关系：通过对实验结果进行分析，我们可以更深入地了解金属材料硬度的形成机理。
比如，我们可以对不同材料的微观结构进行观察，从中发现和解释硬度差异的原因。
2. 实验误差与准确性：在进行实验的过程中，可能存在各种误差，这些误差会影响实验结果的准确性。
因此，在进行结果分析时，我们需要考虑实验误差的大小，并尝试通过改进实验方法和设备来提升实验结果的准确性。
3. 实际应用中的意义：硬度测试是工业和制造业中极其重要的一项测试方法，它对于保障产品质量和生产效率具有重要的作用。
因此，对于不同材料硬度值的了解，可以帮助我们更好地选择和应用不同的金属材料。
五、结论通过本次实验，我们了解了洛氏硬度测试的基本原理和方法，并成功地测试了不同金属材料的硬度值。
洛氏硬度实验报告
洛氏硬度实验报告引言洛氏硬度实验是一种常用的金属材料硬度测试方法。
通过在材料表面施加标准化的压力，利用洛氏硬度计对产生的印痕进行测量和评估，可以获得材料的硬度数值，从而判断其在实际应用中的强度和耐磨性能。
本实验旨在通过分析和比较不同材料的洛氏硬度数值，进一步了解材料的性能差异。
原理洛氏硬度实验基于将一种特定几何形状的钢球或金刚石锥体压入待测试材料表面，以衡量材料表面的抗压强度。
根据试验时所施加的压力以及试验钢球或金刚石锥体的几何参数，可以计算得到洛氏硬度数值。
实验步骤1. 准备工作准备待测试的金属材料样品，保证其表面平整无明显缺陷。
清洁洛氏硬度计和钢球，确保测试的准确性。
2. 测试过程将测试材料样品固定在水平表面上，调节洛氏硬度计的压力杆位置。
轻轻将压力杆下降到合适的高度，使钢球与材料表面接触，保持恒定的压力，停留一段时间(通常为15-30秒)。
然后，缓慢撤离压力杆。
3. 测试次数对同一材料进行多次测试，以获得多个硬度值。
通常，至少进行三次测试，并取平均值作为该材料的硬度数值。
4. 记录与分析将每次测试的洛氏硬度数值记录下来，并进行比较分析。
注意观察不同材料之间的硬度差异，以及一个材料不同位置之间的硬度变化。
实验结果与讨论在本次实验中，我们选取了三种常见金属材料进行测试：铝合金、铜和钢。
对于每种材料，我们分别进行了三次洛氏硬度测试，并取平均值得到如下结果：1. 铝合金测试结果显示，铝合金的平均洛氏硬度数值为70。
这表明铝合金相对柔软，不适用于要求高硬度和耐磨性的应用场景。
然而，对于具有轻质和导热性等特性的应用，铝合金仍然是一种理想的选择。
2. 铜铜的平均洛氏硬度数值为90。
相较于铝合金而言，铜的硬度更高，因此在一些机械件和电气元件中广泛应用。
此外，铜还具有良好的导电性和导热性能，在电子领域也有重要的应用。
3. 钢钢的平均洛氏硬度数值为120。
相对于铝合金和铜来说，钢的硬度明显更高，因此在很多要求强度和耐磨性的场景中应用广泛。
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一．实验目的
1.了解 HR-150A 洛氏硬度计的构造及使用方法；
2.初步掌握洛氏硬度值的测定方法；
3.初步建立碳钢含碳量与其硬度间的关系。
二．实验原理
洛氏硬度试验是用锥顶角为 120°的金刚石圆锥或直径为 1/16″(1.588mm)和 1/8″
(3.176mm)淬火钢球作压头和载荷配合使用，在 10kgf 初载荷和 60、100 或 150kgf 力总 料及 处理状态
20# T10
试验规范
测得硬度值
总载荷
压头
硬度标尺 第一次 第二次 第三次 平均硬度值
F/kgf(N)
六．思考题
1.根据测定的试样硬度，分析非合金钢 WC与硬度间的关系。
2.根据以上实验分析，试推断：WC＝0.45%，WC＝1.2%的铁碳合金硬度比 20 钢、T10 钢硬度高？
同的洛氏标尺,其中最常用的 HRA、HRB、HRC 三种，其试验规范如表 1-1 所示。
表 1-1 常用的三种洛氏硬度实验规范
符号 HRA HRB HRC
压头类型
120 ° 金 刚 石 圆 锥 体 直径为 1.588mm 钢 球 120 ° 金 刚 石 圆 锥 体
载荷 kgf 60
100
150
硬度值有效范围
HR=K-(h3-h1)/C 式中:HR-洛氏硬度值，为无量纲数；K 常数，当采用金刚石
压锥时，K=100；当采用钢球压头时，K =130；C—常数，表
示指示器刻度盘上一个分度格相当于压头入试样的深度，C
值恒等于 0.002mm。
为了能用同一硬度计测定从软到硬材料的硬度,可以采用不同的压头和载荷,组成 15 种不
3．顺时针方向转动工作台升降手轮，将试样与压头缓慢接触。
上升速度要平稳，表盘上小指针从蓝点移动到红点，此时大指针
转过三圈至 C 位±5HR（5 小格）范围内，这时初始试验力已施
加。
4．转动表盘对准零位。
4．加主载荷应在 4～8 秒内完成。待指针停止转动后，再将主载
荷卸除。
5．逆时针方向旋转手轮，降下工作台，取下试样，或移动试样
还是低？
初载荷加主载荷)先后作用下压入试样，在总载荷作用后，以卸除主载荷而保留主载荷时的压
入深度与初载荷作用下压入深度之差来表示硬度，如图 1-1 所示，深度差愈大，则硬度愈低。
深度差 h=h3-h1，即被用来表示试样硬度高低。 为了符合习惯上数值愈大硬度愈高的概念，因此被测试
样的硬度值尚须用以下的公式加以似的的变换:
选择新的部位，继续进行实验。
四．实验注意事项
图 1-2 HR-150A 型数显洛
氏硬度计
1．试样两相邻压痕中心距离或任一压痕中心距试样边缘距离一
般不小于 3mm，在特殊情况下，这个距离可以减小，但不应小于直径的 3 倍。
2．为了获得较准确的硬度值，在每个试样上的试验点数应不小于三点（第一点不记），取三
点的算术平均值作为硬度值。对于大批试样的检验，点数可以适当减少。
3．被测试样的厚度应大于压痕残余深度的十倍，试样表面应光洁平整，不得有氧化皮，裂缝
及其它污物沾染。
4．要记住手轮的旋转方向，顺时针旋转时工作台上升，反之下降。特别在试验快结束时需下
降工作台取下试样或调换试样位置的时候，手轮不得转错方向，否则手轮转错使工作台上升，
使用范围
70—85
25—100 （相当 HB60--230）
20—67 （相当 HB230--700）
适用于测量硬质合金，表面 淬火层或渗碳层 适用于测量有色金属，退 火、正火钢等 适用于调质钢、淬火钢等
三．实验操作步骤
1．根据试件的技术要求选择标尺（表 1），即压头类型和实验力大小。
2．根据试样形状和大小，选择适宜工作台，将试样平稳地放在工作台上。