金属硬度测试试验.ppt

金属硬度测试试验
——金属布氏、洛氏、维氏硬度

掌握布氏、洛氏、维氏硬度计的试验原理、测定方法及其应用范围。
了解布氏、洛氏、维氏硬度计的构造及操作方法。
测试不同状态下金属材料的硬度值,掌握材料组织与性能之间的关系。
2. 实验设备、仪器及材料
设备仪器
(1)布、洛氏两用硬度计(见图1)
(2)维氏硬度计(见图2)
(3)读数测量显微镜
材料
(1)铸铁(2)45钢(退火)
(3)45钢(淬火+回火) (4)高速钢刀具
(5)20渗碳淬火钢零件(6)硬质合金刀片
(7)黄铜(退火)
图1 布、洛氏两用硬度计
图2 显微维氏硬度计


1)试验原理
用一定直径D(mm)的钢球或硬质合金球为压头,施以一定的试验力F(N),将其压入试样表面(图3),经规定保持时间t(s)后卸除试验力,而在试样表面获得一直径d的残留压痕,以单位压痕球形表面积上的平均试验力来表示布氏硬度值。
其计算公式为:

图3 布氏硬度试验原理图
2)布氏硬度值的表示
硬度值+HBS(HBW)+D/试验负荷(Kg)/保荷时间(s)
其中HBS为用钢球压头的布氏硬度
HBW为用硬质合金球压头的布氏硬度
例如:240HBS5/750/30表示布氏硬度值为240,试验所用的是钢球压头,直径为5mm,试验负荷为750Kg(7355N),试验保荷时间为30s。
3)布氏硬度试验条件
a)布氏硬度试验主要用于室温下黑色、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试。适用范围为8~650HB。
b)试样表面应制成光滑的平面,。试验面的制备方式应与材料和试验条件相适应。
c)试样厚度应不小于压痕深度的10倍。如有关技术条件另有规定时,则其厚度可为不小于压痕深度的8倍。
d)压头直径、负荷大小与保荷时间的确定应根据试样预期硬度和厚度按表1选择。
表1 布氏硬度试验规范
材料
布氏硬度值范围(HB)
试验厚度(mm)
负荷F(N)与压头直径D的关系
压头直径(mm)
负荷F(N)
黑色金属
140-650
6-3
4-2
<2



29420
7355
1839
<140
>6
6-3
<3



9807
2452
613
有色金属
>130
6-3
4-2
<2



29420
7355
1839
36-130
9-3
6-3
<3



9807
2452
613
8-35
>6
6-3
<3



2452
613
153
4)布氏硬度试验操作步骤及方法
ⅰ硬度试样。
ⅱ安装试样。将试样增稳地放置在载样台上,要求在试验过程中不发生滑动,选好测试位置,使测试面与压头轴线垂直且测量位置与试样边缘2mm左右。
↓
ⅲ施加预负荷10Kg。转动手轮缓慢均匀升起载样台(尤其在试样接触压头时以免产生冲撞),使显示屏(见图4)上指示线位于滚动标尺100刻度线±5格范围内,调节微调使指示线与100刻度线重合。
↓
ⅳ施加主负荷。在确定载荷调节正确下,通过向前缓慢均匀搬动加载手柄加荷。
↓
两面一定要平行