实验一 材料的硬度测试实验
西红柿硬度测定实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理和方法。
2. 探究不同品种西红柿的硬度差异。
3. 分析西红柿硬度与品种、成熟度等因素的关系。
二、实验原理硬度是指材料抵抗局部变形、划伤、压痕等能力的大小。
硬度测试是衡量材料硬度的一种方法，常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
本实验采用布氏硬度法测定西红柿的硬度。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：不同品种的西红柿若干（如红宝石、牛心、圣女果等）。
2. 实验仪器：布氏硬度计、电子秤、剪刀、镊子、平板玻璃、酒精棉球。
四、实验步骤1. 将西红柿洗净，用电子秤称取每个西红柿的质量，记录数据。
2. 用剪刀将西红柿沿横截面剪成两半，用镊子取出种子，并去除西红柿皮。
3. 将处理好的西红柿放在平板玻璃上，用酒精棉球擦拭表面，确保干净。
4. 将布氏硬度计的压头放在西红柿表面，施加一定压力，保持2秒。
5. 读取硬度计的示数，记录数据。
6. 重复步骤4-5，对每个西红柿进行3次测量，取平均值作为该西红柿的硬度值。
7. 对不同品种的西红柿进行硬度测定，并记录数据。
五、实验结果与分析1. 实验结果| 品种 | 红宝石 | 牛心 | 圣女果 || ------ | ------ | ------ | ------ || 硬度值 | 7.5 | 6.0 | 5.5 |2. 分析（1）从实验结果可以看出，红宝石西红柿的硬度最高，其次是牛心，圣女果硬度最低。
这可能与品种的遗传特性有关。
（2）硬度与西红柿的成熟度有关。
随着西红柿成熟度的提高，硬度逐渐降低。
这是因为西红柿在成熟过程中，细胞壁逐渐软化，导致硬度下降。
（3）硬度与西红柿的生长环境有关。
在适宜的生长条件下，西红柿的硬度较高；而在生长条件较差的情况下，西红柿的硬度较低。
六、实验结论1. 本实验采用布氏硬度法成功测定了不同品种西红柿的硬度。
2. 红宝石西红柿的硬度最高，其次是牛心，圣女果硬度最低。
3. 西红柿的硬度与品种、成熟度、生长环境等因素有关。
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。
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。
四、实验步骤1、布氏硬度试验布氏硬度试验是用载荷P把直径为D的淬火钢球压人试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d，从而计算出压痕球面积A，然后再计算出单位面积所受的力（P/A值），用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号HB 表示。
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。
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;。
基础硬度检测实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解硬度测量的基本原理和重要性。
2. 掌握布氏硬度（Brinell）和洛氏硬度（Rockwell）两种硬度测试方法。
3. 通过实验验证不同硬度测试方法在实际操作中的差异和适用范围。
4. 了解硬度值与材料性能之间的关系。
二、实验原理硬度是衡量材料抵抗局部塑性变形的能力。
硬度测试是评估材料性能的重要手段之一，广泛应用于材料科学、机械制造、质量控制等领域。
硬度测试方法主要有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
三、实验仪器与设备1. HB-3000型布氏硬度试验机2. H-100型洛氏硬度试验机3. 读数放大镜4. 标准试样（如45钢、Q235钢等）5. 计算器四、实验步骤1. 布氏硬度测试（1）将试样放置于试验机的工作台上，调整试验机至适当的载荷和试验速度。
（2）选择合适的压头（钢球或硬质合金球），根据试样硬度选择合适的直径。
（3）启动试验机，使压头压入试样表面，保持一定时间。
（4）卸载试验机，用读数放大镜观察压痕，并测量压痕直径。
（5）根据压痕直径和载荷，查表得到布氏硬度值。
2. 洛氏硬度测试（1）将试样放置于试验机的工作台上，调整试验机至适当的载荷和试验速度。
（2）选择合适的压头（金刚石圆锥或硬质合金球），根据试样硬度选择合适的标尺。
（3）启动试验机，使压头压入试样表面，保持一定时间。
（4）卸载试验机，观察并记录压痕深度。
（5）根据压痕深度和标尺，查表得到洛氏硬度值。
五、实验结果与分析1. 布氏硬度测试结果对45钢和Q235钢试样进行布氏硬度测试，结果如下：| 材料 | 压头直径 (mm) | 载荷 (kgf) | 压痕直径 (mm) | 布氏硬度 (HB) || ------ | -------------- | ---------- | -------------- | ------------ || 45钢 | 10 | 30 | 1.5 | 268 || Q235钢 | 10 | 30 | 1.2 | 236 |由实验结果可知，45钢的布氏硬度高于Q235钢，这与材料的成分和热处理工艺有关。
布氏硬度实验报告
布氏硬度实验报告布氏硬度实验报告引言：硬度是材料抵抗外力的能力，是材料力学性能的重要指标之一。
布氏硬度试验是一种常用的硬度测试方法，通过对材料表面施加一定压力，然后测量压痕的直径来确定材料的硬度。
本实验旨在通过布氏硬度试验，研究不同材料的硬度特性。
实验方法：1. 实验仪器：本次实验使用的硬度计为布氏硬度计，其主要由压头、刻度盘和支架组成。
2. 实验材料：本次实验选取了不同材料的样品，包括金属材料、陶瓷材料和塑料材料。
3. 实验步骤：(1) 准备工作：将待测样品放置在水平台上，并调整支架使其与样品表面垂直。
(2) 施加压力：使用硬度计的压头，以一定的压力施加在样品表面上，保持一定时间，使压头完全压入样品表面。
(3) 测量压痕直径：将刻度盘放在压痕上，通过显微镜观察压痕的直径，并记录下来。
(4) 数据处理：根据实验数据，计算出不同材料的布氏硬度值，并进行比较分析。
实验结果与讨论：1. 金属材料的硬度特性：金属材料通常具有较高的硬度，因其内部结构具有规则的晶体结构。
在实验中，我们选取了铁、铝和铜三种常见金属材料进行测试。
实验结果表明，铁的布氏硬度值最高，铝次之，铜的硬度最低。
这与金属的晶体结构有关，铁具有较为紧密的晶格结构，因此具有较高的硬度；而铜的晶体结构较为松散，故硬度较低。
2. 陶瓷材料的硬度特性：陶瓷材料具有良好的耐磨性和高硬度，因此在实验中我们选取了瓷砖和陶瓷块进行测试。
实验结果显示，瓷砖的布氏硬度值较高，而陶瓷块的硬度较低。
这是因为瓷砖中含有较高比例的硬质颗粒，而陶瓷块中则含有较多的填充剂，导致硬度降低。
3. 塑料材料的硬度特性：塑料材料的硬度通常较低，因其分子结构中含有较多的链状结构和间隙。
在实验中，我们选取了聚乙烯和聚苯乙烯两种常见塑料进行测试。
实验结果显示，聚苯乙烯的布氏硬度值较高，而聚乙烯的硬度较低。
这是因为聚苯乙烯分子链更加紧密，而聚乙烯分子链较为松散，导致硬度差异。
结论：通过布氏硬度实验，我们研究了不同材料的硬度特性。
材料实验技术显微硬度测试方法解析
材料实验技术显微硬度测试方法解析引言在材料科学和工程中，硬度是一个重要的材料性能指标，可以反映材料的抗压性能和抵抗划痕的能力。
因此，硬度测试是材料研究和开发中常用的手段之一。
本文旨在对材料实验技术中的显微硬度测试方法进行解析，以更好地理解其原理和应用。
一、宏观硬度测试方法宏观硬度测试方法主要包括洛氏硬度测试、巴氏硬度测试和维氏硬度测试等。
这些方法适用于对硬度较高的材料进行测试，如金属、陶瓷等。
1. 洛氏硬度测试洛氏硬度测试是一种通过在试样表面施加静载力后测量残余压痕的方法。
这种测试方法适用于大多数金属材料的硬度测量。
常见的洛氏硬度测试仪有洛氏硬度计和洛氏硬度显微镜。
2. 巴氏硬度测试巴氏硬度测试是一种通过测量金属材料的抵抗切削的能力来确定其硬度的方法。
该方法适用于一些粗晶体的金属材料。
3. 维氏硬度测试维氏硬度测试是通过在试样表面施加静载力后测量残余压痕的长度来确定硬度的方法。
该方法适用于对较硬的金属材料进行测试。
二、显微硬度测试方法显微硬度测试方法是对材料进行显微观察后进行硬度测量。
这种方法适用于硬度较低、表面粗糙或者微观组织复杂的材料。
1. 维氏显微硬度测试维氏显微硬度测试是一种通过在显微镜下观察试样表面的压痕来确定硬度的方法。
在测试过程中，通过调节静载力和测量显微镜的焦距，可以得到试样表面的硬度情况。
2. 布氏显微硬度测试布氏显微硬度测试是一种通过在显微镜下观察试样表面的压痕和测量其长宽来确定硬度的方法。
与维氏显微硬度测试相比，布氏显微硬度测试可以更准确地测量试样表面的硬度。
3. 维布氏显微硬度测试维布氏显微硬度测试是一种将维氏硬度测试和布氏硬度测试相结合的方法。
通过此种测试方法，可以更全面地了解试样表面的硬度情况。
结论通过上述对材料实验技术中显微硬度测试方法的解析，可以看出不同的测试方法适用于不同的材料和硬度范围。
宏观硬度测试方法适用于较硬的材料，而显微硬度测试方法则适用于较软、表面粗糙或者微观组织复杂的材料。
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。
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。
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- 1 - 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 - 2 -
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。 表1-1 布氏硬度试验规范 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 10 3000 10 4～2 5 750 ＜2 2.5 187.5
＜140 ﹥6 F =10D2 10 1000 10 6～3 5 250 3＜ 2.5 62.5
有色 金属
﹥130 6～3 F =30D2 10 3000 30 4～2 5 750 ＜2 2.5 187.5
36～130 ﹥6 F =10D2 10 1000 30 6～3 5 250 3 2.5 62.5
8～35 ﹥6 F =2.5D2 10 250 60 6～3 5 62.5 3 2.5 15.6
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 - 3 -
洛氏硬度值的计算公式为： HR = K -002.0
h
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。
表1-2 三种常用洛氏硬度的试验规范
符号 压头类型 载荷/kgf 硬度值 有效范围 使用范围
HRA 120°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
HRC 120°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：① 45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 - 4 -
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 - 5 -
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。 6.金刚石压头系贵重物件，质硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其他物件碰撞。 7.应根据硬度试验机试样范围，按规定合理使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。