金属材料硬度试验 ()
金属材料硬度检测
压头直径有Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm三种; 载荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、 750kg、1000kg、3000kg七种; 材料的软硬不同要配合使用。为了在不同 直径的压头和不同载荷下进行测试时，同一种 材料的布氏硬度值相同。D与P之间要满足相似 原理。
布氏硬度的实验规范
优缺点及注意事项 优点： 可测定从极软到极硬各种金属材料的硬度,且不 同载荷下的维氏硬度值可以进行比较。 维氏硬度值测量精确可靠，在材料科学研究中 被广泛应用。 缺点： 维氏硬度需测量对角线的长度，然后通过计算 或查表才能得到硬度值。测量过程繁琐，工作效率 低。在测量过程中，采用计算机控制测量过程，采 集和处理数据，可能克服上述缺点并大大提高工作 效率。
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。
金属硬度检测方法
硬度检测方法：
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。
金属材料的硬度实验
实验五金属材料的硬度实验一、实验目的1、熟悉掌握布氏、洛氏和维氏硬度测定的基本原理和硬度值表示方法；2、熟悉掌握布氏、洛氏和维氏硬度测定的应用范围；3、熟悉掌握布氏、洛氏和维氏硬度计的主要结构及操作方法;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;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;硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越高,材料产生塑性变形就越困难;另外,硬度与其它力学性能如强度指标σb塑性指标ψ和δ之间有一定的内在联系,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;1、硬度的实验方法硬度的实验方法很多,主要有以下三大类：1 压入法该方法测出的硬度值主要反映金属表面抵抗另一物体压入引起塑性变形的能力;压入法又可分为布氏硬度HBW、洛氏硬度HR、维氏硬度HV、努氏硬度HK、显微硬度;在机械工业中广泛采用的测定硬度的方法是压入法;2 刻划法该方法测出的硬度表征金属抵抗破裂的能力;3 弹性回跳法该方法是将规定形状的金刚石冲头从固定的高度h0落在试样表面上,冲头被弹起一定高度h;金属越硬,回跳高度h数值越大,因而规定用h/h0K=HS;称为肖氏硬度,主要用于大型工件及表面曲面的曲率半径>32mm的工件;2、硬度测试的作用与特点1 金属的硬度测试可大概推知其对应的强度金属的硬度与强度指标之间存在如下的定量关系：σb≈式中σb–材料的抗拉强度；HBW–布氏硬度值；K–系数,与材质和处理状态有关,常用材料K值如下：碳素结构钢HBW>175 K=退火状态的碳钢K=～合金调质钢K=～非铁金属合金K=～2 硬度试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;3 硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值;通常硬度越高,这些性能也就越好;在机械零件设计图样上对力学性能的技术要求,往往只标注硬度值,其原因就在于此;4 硬度测定后由于仅在金属表面局部体内产生很小压痕,几乎不破坏被检验的零件,基本属于无损检测,因而适合于成品检验或半成品检验;5 设备简单,操作便捷,只需整理零件表面,不需要特殊制备试样;6 对极小、极大的零件均可测量；对极薄的金属层,如渗碳层、氮化层均可测试;四、洛氏硬度试验方法1、试验原理洛氏硬度试验法是用金刚石圆锥体压头或一定直径的钢球压头,在初始试验力F0和主试验力F1先后作用下压入试件表面,在总试验力F F0+F1的作用并保持一定时间后,卸除主试验力F1,保持初试验力F0时的残余压痕深度;洛氏硬度的大小是按压痕深度来测量的,可以由洛氏硬度计上的刻度盘指示出来,不需计算;每压入0.002mm为一个洛氏硬度单位;此种实验特点是硬度测试速度快,留下压痕小,被广泛用于检验试件的硬度;试验原理图如图5–2所示;为了避免压头与试样接触不良而影响测量压痕印深度的准确性,洛氏法规定一律先加初始试验力F0;图5–2洛氏硬度试验原理图1–在初始试验力F0下的压入深度；2–在总试验力F0+F1下的压入深度；3–去除主试验力F1后的弹性回复深度；4–残余压入深度h；5–试样表面；6–测量基准面；7–压头位置洛氏硬度试验压头有两种：一种是顶角120°的金刚石圆锥,另一种是直径为1.5875mm的淬火钢球或 3.175mm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;具体选用范围见表5–4;表5–4 洛氏硬度的试验范围2、洛氏硬度测定的要求1 根据被测定金属材料硬度高低,按表5–4选定压头和载荷;2 试样在制备过程中,应尽量避免由于受热、冷加工等对试样表面硬度的影响;3 试样的试验面尽可能是平面,不应有氧化皮及其他污物;4 试样或试验层厚度应不小于e的十倍;试验后,试样背面不得有肉眼可见变形痕迹;5 试样的试验面、支承面、试验台表面和压头表面应清洁;试样应稳固地放置在试验台上,以保证在试验过程中不产生位移及变形;6 在任何情况下,不允许压头与试验台及支座触碰;试验支承面、支座、和试验台工作面上均不得有压痕;7 试验时,必须保证试验力方向与试样的试验面垂直;8 在试验过程中,试验装置不应受到冲击和振动;9 施加初始试验力时,指针或指示线不得超过硬度计规定范围,否则应卸除初始试验力,在试样另一位置试验;10 达到要求的保持时间后,在2s内平稳地卸除主试验力,保持初始试验力,从相应的标尺刻度上读出硬度值;11 两相邻压痕中心间距离至少应为压痕直径的4倍,但不得小于2mm;任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕直径的倍,但不得小于1mm;12 在每个试样上的试验点数应不少于四点第一点不记;对大批量试样的检验,点数可适当减少; 3、表示方法1 洛氏硬度用符号HR表示;HR前面为硬度值,后面为使用的标尺;例如：50HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为50;2 试验报告中给出的洛氏硬度值应精确至个洛氏硬度单位;4、洛氏硬度试验机的结构1 机体与工作台：试验机有坚固的铸铁机体,在机体前面安装有不同形状的工作台,通过手轮的转动,借助螺杆的上下移动,而使工作台上升或下降;2 加载机构：有加载杠杆横杆及挂重杆纵杆等组成,通过杠杆系统将载荷转至压头而压入试样;借扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务;3 千分表指示盘,通过指示盘指示各种不同的硬度值;5、洛氏硬度试验机的操作规程1 根据试样预期硬度按表5–3确定压头和载荷,并装入试验机;2 将符合要求的试样放置在试样台上,将手轮顺时针旋转,使升降丝杆上升,压头渐渐接触试样,刻度盘指针开始转动;此时小指针从黑点移到红点,与此同时,大指针转动三圈至零位±5HR分度处,即停止上升;此时即已予加载荷;3 微调刻度盘调零,HRA、HRC零点为0,HRB零点为30;4 揿按钮开关;5 指示照明灯从亮到熄,等保荷时间到第二次灯亮,指示灯停转,立即读出硬度测试值;HRA、HRC 读外圈黑刻度,HRB读内圈红刻度;6 逆时针旋转手轮,取出试样,测试完毕;。
实验1金属材料硬度测定
金属材料及热处理实验指导书〔2022-2022 秋季学期〕指导教师：***实验1 金属材料硬度测定一、实验目的1.理解不同种类硬度测定的根本原理及常用硬度试验法的应用范围。
2.学会使用布氏、洛氏、维氏硬度计并掌握相应硬度的测试方法。
二、实验原理概述金属的硬度可以认为是金属材料外表在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种才能。
硬度测量可以给出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属外表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，因此硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑性变形抗力、塑性变形强化才能以及大量变形抗力。
硬度值越高，说明金属抵抗塑性变形的才能越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其他力学性能〔如强度、塑性〕之间有着一定的内在联络，所以从某种意义上说硬度的大小对于材料的使用寿命具有决定性的作用。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验——主要用于测量铸铁、非铁金属及经过退火、正火和调质处理的钢材。
洛氏硬度试验——主要用于测量成品零件。
维氏硬度试验——主要用于测定较薄材料和硬材料。
显微硬度试验——主要用于测定显微组织组分或相组分的硬度。
1.布氏硬度布氏硬度实验是施加一定大小的载荷F，将直径为D的钢球压入被测金属外表〔如图1-1所示〕保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属外表上所压出的凹痕面积A凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。
其计算公式如下：HB=F/A凹〔1-1〕式中HB——布氏硬度；F——施加外力，N；A凹——压痕面积，mm2。
图1-1 布氏硬度的试验原理根据压痕面积和球面面积之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系，可知压痕局部的球面面积为：A凹=πDh 〔1-2〕式中D——钢球直径，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容易故可将式〔1-2〕中的h改换成d来表示，这样可以根据集合关系求出(D/2)-h=[(D/2)2-( d/2 )]1/2h=[D-(D2-d2)1/2]/2 〔1-3〕将式(1-2)和式(1-3)代入式(1-1)既得HB==(1-4)当试验力P 的单位是N 时HB= = (1-5)式中的d 是变数,故只需测出压痕直径d,根据D 和F 值就可以计算出HB 值。
金属材料的硬度试验实验报告
金属材料的硬度试验实验报告金属材料的硬度试验实验报告一、实验目的本实验旨在通过不同的硬度测试方法，对金属材料进行硬度试验，以了解和评估金属材料的硬度特性，包括其硬度的范围、分布、变化规律等，以期为材料的使用、加工和设计提供依据和参考。
二、实验原理硬度是金属材料的重要力学性能之一，它能反映金属材料抵抗局部变形的能力。
硬度的测试方法有很多，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度等。
本实验将采用布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种方法对金属材料进行硬度试验。
1.布氏硬度：采用硬质合金球或钢球作为压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的直径，并通过查表获得硬度值。
布氏硬度的优点是测量准确，重复性好，适用于测量较大和较软的金属材料。
2.洛氏硬度：采用金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的深度，并通过查表获得硬度值。
洛氏硬度的优点是操作简便快捷，适用于测量较薄或较硬的金属材料。
3.维氏硬度：采用金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的面积，并通过查表获得硬度值。
维氏硬度的优点是测量准确，适用于测量较小或较软的金属材料。
三、实验步骤1.样品准备：选取一定数量的金属材料样品，对其进行打磨、抛光和清洁处理，确保其表面无氧化物、锈迹等杂质。
2.布氏硬度试验：选择合适的硬质合金球或钢球作为压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的直径，并查表获得硬度值。
每个样品至少测量三个点，以取得平均值。
3.洛氏硬度试验：选择合适的金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的深度，并查表获得硬度值。
每个样品至少测量三个点，以取得平均值。
4.维氏硬度试验：选择合适的金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的面积，并查表获得硬度值。
每个样品至少测量三个点，以取得平均值。
5.数据处理与分析：将实验数据整理成表格和图表，分析金属材料的硬度特性，包括其硬度的范围、分布、变化规律等。
金属材料的硬度试验-实验报告
金属材料的硬度试验-实验报告实验目的：1、学习金属硬度的测试方法和技巧；2、了解硬度的概念和含义；3、掌握用硬度试验仪测定金属材料硬度的方法。
实验原理：硬度是衡量材料抗压强度和耐磨性的指标之一。
硬度越大，表示材料越难被磨损，也就越难被切割。
目前常用的硬度测试方法有：压痕法、洛氏硬度法、维氏硬度法以及布氏硬度法等。
本实验主要采用布氏硬度测试法，这种测试方法被广泛应用于金属材料的硬度测试中。
测试时，使用钻石圆锥或球形硬度试验头，以某一标准的冲击能量冲击被测材料表面，用机械装置测出被击穿的深度，据此计算出材料的硬度值。
实验步骤：1、选用不同材料的试样进行测试，将试样放置在硬度试验机台座上。
2、选择合适的硬度试验头，安装到硬度试验机的测试臂上。
3、将试验头缓慢地压到试样表面，不要突然下压，待试验头稳定后开始测试。
4、当测试头完全接触到试样表面时，开始施加一定的试验力，并且记录测试时间。
5、根据被击穿的深度，精确计算出材料的硬度值。
6、重复以上实验步骤多次，计算出平均值并记录。
实验结果：测试试样：铜板、铝板、钢材、黄铜。
数据记录如下表：测试样品 | 试验次数 | 平均值（HB）--------| --------| ----------铜板 | 3 | 60.5铝板 | 3 | 45.6钢材 | 3 | 119.2黄铜 | 3 | 77.3本次实验我们选择不同材料进行了试验，测试结果表明，钢材的布氏硬度值最大，而铝板的硬度值最小。
从硬度值的大小可以看出，钢材的抗压强度最高，较难被切割和磨损；而铝板相对来说比较容易受到磨损和切割。
在实验过程中，我们发现在选用试验头时需要选择符合试样硬度的测试头，否则容易导致测试结果不准确。
并且在实验中还需要注意硬度测试头的正常使用和维护，做好硬度测试仪器的保养和日常维护工作，以确保测试结果的准确性和精度。
金属材料硬度测试实验
金属材料硬度测试实验D(D V D 2 d 2)HBW 呼0.204F 实验报告同组实验者: 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 （ mm ）。
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:指导教师: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Imm 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。
金属材料硬度
金属材料硬度金属材料的硬度是指材料抵抗划痕或穿刺的能力。
硬度是金属材料的一项重要性能指标，对于材料的选择、加工和使用具有重要的指导作用。
金属材料的硬度可以通过不同的测试方法来进行评定，常见的测试方法包括洛氏硬度测试、巴氏硬度测试和维氏硬度测试等。
洛氏硬度测试是一种常用的金属硬度测试方法，它通过在材料表面施加一定载荷，然后通过载荷下降的速度来测定材料的硬度值。
洛氏硬度测试分为洛氏硬度和布氏硬度两种，其中洛氏硬度测试适用于较硬的金属材料，而布氏硬度测试适用于较软的金属材料。
通过洛氏硬度测试可以快速、准确地评定金属材料的硬度，为材料的选择和使用提供重要参考。
巴氏硬度测试是另一种常用的金属硬度测试方法，它通过在材料表面施加一定载荷，然后通过载荷下降的速度来测定材料的硬度值。
巴氏硬度测试适用于各种金属材料，包括铸铁、钢铁、有色金属等。
通过巴氏硬度测试可以评定金属材料的硬度，为材料的选择和使用提供重要参考。
维氏硬度测试是一种常用的金属硬度测试方法，它通过在材料表面施加一定载荷，然后通过载荷下降的速度来测定材料的硬度值。
维氏硬度测试适用于各种金属材料，包括铸铁、钢铁、有色金属等。
通过维氏硬度测试可以评定金属材料的硬度，为材料的选择和使用提供重要参考。
金属材料的硬度与其化学成分、晶粒结构、加工工艺等因素密切相关。
一般来说，含碳量高的钢铁具有较高的硬度，而含铝、镁等合金元素的有色金属具有较高的硬度。
此外，金属材料的晶粒结构也会影响其硬度，晶粒细小的金属材料通常具有较高的硬度。
在加工工艺方面，热处理、冷处理等工艺会对金属材料的硬度产生重要影响。
在实际应用中，金属材料的硬度对于材料的选择、加工和使用具有重要的指导作用。
在材料选择方面，需要根据实际使用条件和要求来选择合适的金属材料，以确保其具有足够的硬度和耐磨性。
在加工方面，需要根据金属材料的硬度来选择合适的加工工艺，以确保加工质量和效率。
在使用方面，需要根据金属材料的硬度来设计合适的零部件和结构，以确保其具有足够的强度和耐久性。
金属材料的硬度实验
金属材料的硬度实验金属材料的硬度是其抵抗外力的能力，通常用于评价金属材料的质量和适用范围。
本文将介绍金属材料硬度的实验方法和步骤，以及实验中需要注意的问题。
一、硬度的定义及意义。
硬度是材料抵抗外力的能力，通常用来评价材料的耐磨性和耐刮性。
在工程领域中，硬度是金属材料的重要性能指标之一，对于材料的选择和加工具有指导意义。
二、硬度的测试方法。
1. 洛氏硬度测试法，利用洛氏硬度计对金属材料进行硬度测试，通过压入金属表面的钻头深度来评价其硬度。
2. 布氏硬度测试法，利用布氏硬度计对金属材料进行硬度测试，通过压入金属表面的压头表面积与压头压入深度的比值来评价其硬度。
3. 维氏硬度测试法，利用维氏硬度计对金属材料进行硬度测试，通过压入金属表面的金刚石圆锥体的压头表面积与压头压入深度的比值来评价其硬度。
三、硬度实验步骤。
1. 准备实验材料，选择需要测试硬度的金属材料样品，并进行表面处理，确保表面平整干净。
2. 进行硬度测试，根据所选的硬度测试方法，选择相应的硬度计进行测试，按照操作说明进行测试。
3. 记录测试数据，记录测试时所施加的载荷和压头的压入深度，并计算出硬度值。
4. 分析测试结果，根据测试数据，对金属材料的硬度进行评价和分析，比较不同材料的硬度值。
四、硬度实验注意事项。
1. 确保实验环境，硬度测试需要在相对稳定的环境条件下进行，避免外界因素对测试结果的影响。
2. 注意测试方法选择，根据不同金属材料的特性和要求，选择合适的硬度测试方法，确保测试结果准确。
3. 控制测试载荷，在进行硬度测试时，需要严格控制所施加的载荷大小，避免因为过大的载荷导致测试结果不准确。
4. 多次重复测试，为了确保测试结果的准确性，建议进行多次重复测试，并取平均值作为最终测试结果。
五、总结。
通过本文的介绍，我们了解了金属材料的硬度实验方法和步骤，以及实验中需要注意的问题。
硬度测试是评价金属材料质量和性能的重要手段，对于工程应用具有重要意义。
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实验一金属材料的硬度实验
一、实验目的
1.了解布氏、洛氏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硬度数据的测试方法。
二、实验原理
金属的硬度可以认为是金属材料局部表面在接触压力的任用下抵抗塑性变形的一种能力。
硬度值是材料性能的一个重要指标。
试验方法简单、迅速，不需要专门的试样，同时保持试样的完整性，设备也比较简单。
而且对大多数金属材料，可以硬度值估算出它的抗拉强度。
因此在设计图纸的技术条件中大多规定材料的硬度值。
检验材料或工艺是否合格有时也需用硬度。
所以硬度试验在生产中广泛使用。
硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。
压入法就是一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。
压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。
根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的硬度测试方法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。
三、布氏硬度（HB）
布氏硬度用符号HB表示。
这种试验方法是把规定直径（10mm、5mm、2.5mm）的硬质合金球以一定的试验力压入所测材料的表面（如图1-1所示），保持规定时间后，测量表面压痕直径（如图1-2所示），然后按下式计算硬度：式中HBW-表示用硬质合金球测试时的布氏硬度值；
P-载荷（kgf）；（1kgf＝9.8N）
D-压头钢球直径（mm）；
d-压痕平均直径（mm）；
F-压痕面积（mm2）；
式中只有d是变数，故只需要测出压痕直径d，根据已知D和P值就可以
计算出HB 值。
布氏硬度习惯上不标出单位。
生产中已专门制定了平面布氏硬度值计算表见附录一，用读数显微镜测出压痕直径后，直接查表就可获得HB 硬度值。
图1-1 布氏硬度测量示意图 图1-2 用读数显微镜测量压痕直径
由于金属材料有软有硬，工件有厚有薄，有大有小，如果只采用同一种载荷和钢球直径时，就会出现对硬的材料合适，而对软的材料可能发生钢球陷入金属内部的现象；若对厚的材料合适，而对薄的材料又可能会出现压透的现象。
因此为了得到统一的，可以相互比较的值，必须使P 和D 之间维持某一比值关系。
这样对同一种材料而言，不论采用何种大小的载荷和钢球直径，只要能满
足2
D P
＝常数，所得的HB 值是同样的；则对不同的材料来说，所得的HB 值也是可以进行比较的。
按照GB231－63规定，2
D P 比值有30、10和2.5三种。
具体试验数据的选择和使用范围可参考表1-1
由于硬度和强度都以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力，因而硬度和强度之间有一定的关系，其经验换算公式为：
低碳钢
6.3/b HB σ≈ 高碳钢
4.3/b HB σ≈ 调质合金钢 2
5.3/b HB σ≈
铝铸件
26.0/b HB σ≈ 退火青铜和黄铜 55.0/b HB σ≈
锌合金
09.0/b HB σ≈
表1-1 布氏硬度试验规范
硬度和强度对照表可查本书附录一。
由于布氏硬度计算出的抗拉强度只是近似值，必然与实际抗拉强度有差别。
布氏硬度测试法的优点是：压痕面积较大，因而受试样中成份偏析和组织偏析的影响较小，能够较精确地反映试样的硬度。
其缺点是：需要经常更换压头与载何，测量较麻烦，不适宜测定成品件和较薄的材料。
布氏硬度试验机的结构和操作：
布氏硬度试验机的外形结构如图1-3所示，其操作方法如下：
图1-3 HB-3000布氏硬度试验机外形结构图
1. 按表（1-1）选用适当的压头，负荷及保荷时间。
拧松压紧镙钉，把时间定位器（红色指示点）转到与持续时间相符的位置上。
2. 将试样放在工作台上，顺时针转动手轮使压头和试样缓慢接触，直到手轮与镙母产生相对打滑为止。
3. 打开电源开关，绿灯亮。
4. 按动加载按钮，启动电动机，载荷砝码经一系列的杠杆系统传递到压头，即开始加载荷。
此时因压紧镙钉已拧松，园盘并不转动，当红色指示灯亮时，迅速拧紧压紧镙钉。
达到所要求的持续时间后，即自动卸荷。
从启动按钮形状到红灯亮为加荷阶段；红灯亮到红灯灭为保荷阶段；红灯灭到电动机停止转动为卸荷阶段。
5. 逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径d 值，以此值查表附录（一）即得HB 值。
布氏硬度值测定注意事项：
⑴ 试样表面必须光洁平整，以使压痕边缘清晰，保证精确测量压痕d 。
⑵ 操作时动作要稳、缓、轻。
⑶ 压痕距试样边缘应大于D ，两压痕间距也应大于D 。
⑷ 当选用不同的2
D P 时，布氏硬度值之间不能进行直接对比。
⑸ 用读数显微镜测量压痕直径d 时，应从互相垂直的两个方向上进行，取其平均值。
四、洛氏硬度（HR ）
洛氏硬度实验法是采用金钢石园锥体或淬火钢球压入金属表面，如图1-4a 所示。
对硬材料如淬火后的钢件，用金钢石压头；对较软的金属则用淬火钢球。
通常有60、100和150kgf 三种载荷，而且为了减少因零件表面不光滑而造成的误差，需首先加10kgf 的初始载荷。
洛氏硬度的测试原理如图1－4b.所示。
根据所用压头种类和所加载荷的不同，洛氏硬度分为HRA 、HRB 、HRC 等，表1-2所列为洛氏硬度试验规范。
图1-4 洛氏硬度测试法原理图
1—加初始试验力10kg 2—加主试验力后3—卸除主试验力后如果直接用压痕深度的大小来作计量硬度值的指标，势必造成越硬的材料洛氏硬度值越小，而越软的材料的洛氏硬度值越大，不符合人们的习惯。
为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，将测试结果作以下处理：式中：HR为洛氏硬度代号；K为常数，当采用金钢石压头时K＝100，用 1.588mm淬火钢球压头时K＝130；规定每0.002mm压痕深度为1洛氏硬度单位。
表1-2 常用三种洛氏硬度试验规范
洛氏硬度的数值可直接从硬度计上读出，不需换算和查表，非常方便。
读出来的数值，没有单位，习惯上常称“度”。
洛氏硬度的不同硬度标尺之间，洛氏硬度与布氏硬度之间，以及与其它硬度之间，没有理论上的相应关系，不能直接比较。
要比较时需查硬度值对照表附录（二），即压痕直径与布氏硬度值及相应洛氏硬度值对照表。
洛氏硬度测试方法简单迅速，可测量最软至最硬的材料。
由于压痕小，故可测量成品及较薄另件的硬度。
但也由于压痕小，对组织和硬度不均匀的材料，测试结果不准确。
通常应从试件不同的位置测三点，再取其平均值。
实验选用TH30与HR－150型洛氏硬度计。
1. TH300洛氏硬度计的结构和操作
图1-5 TH300洛氏硬度计
其结构示意图见（图1-6），操作键盘如（图1-7）所示。
1－上盖2－压头座3－压头4－样品台5－丝杠护套
6－手轮7－丝杠8－底脚螺钉9－侧门10－开关、电源板
11－显示屏12－键盘13－试验力转换手柄
图1－6 TH300洛氏硬度计结构示意图
图1-7 TH300洛氏硬度计操作键盘图
TH300洛氏硬度计操作方法如下：
⑴加载初试验力
将被测试样旋转在样品台中央，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，见（图
个表示加载初试验力终止位置。
平缓转动手轮，直到图中所示压头到达终止位置，屏幕上出现“正在测量”，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，不影响测量结果及精度；如果转动过量较大，试验机自动报警，并提示，见（图1－9），此时应重新开始。
图1-8 试验机自动报警图1-9 手轮转动过量提示
⑵自动测试
初试验力加载完成后，测试自动进行。
完成主试验力加载-保持-卸载-读数-数据处理-结果显示过程，测试结果见（图1－10）。
图1-10 测试结果显示
⑶卸载
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。
2. HR－150洛氏硬度计的结构和操作
洛氏硬度计的结构（如图1－11）所示，其操作方法如下：
⑴根据试样的硬度值范围，按表1-2选择适当的压头和载荷。
⑵将符合要求的试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触。
直至小指针指向小红点为止。
此时即已予加载荷10kg，然后调整指示器大指针对正零点。
⑶轻轻向前推动手柄，施加主载荷，大指针按逆时针方向转动，待转动停止后，再将手柄板回卸去主载荷，大指针又顺时针方向转动，自动停止后，大指针所指表盘上的数据即为该材料的洛氏硬度值。
⑷逆时针转动手轮，降下载物台，取出试样。
图1－11 HR－150型洛氏硬度试验机结构图
洛氏硬度值测定注意事项：
⑴试件两端要平行，不得带有油污，氧化皮和显著加工痕迹等。
⑵压痕中心距边缘或两压痕间距为：HRA、HRC测定时不小于2.5mm，HRB 测定时不小于4mm。
⑶试样厚度不应小于压入深度的10倍。
金属材料的硬度实验
实验报告
班级姓名学号
一、实验目的
二、实验内容
1. 布氏硬度值测定（填写下列数据）
2. 洛氏硬度值测定（填写下列实验数据）
三、实验结果分析
1. 简述布氏和洛氏硬度实验原理，应用范围及特点。
2. 分述244HBS10/3000/10中各数字所表示的意义。