金属材料硬度测试实验.ppt

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一、实验目的
1. 了解布氏硬度、洛氏硬度、显微硬度的测量原理；
2. 掌握各种硬度测量仪器的使用方法；
3. 掌握不同金属材料硬度差异及常用硬度测试方法。
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二、实验仪器和材料
1. 布氏硬度仪、洛氏硬度仪、显微硬度仪
#钢样品、Q235钢样品
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三、实验概述
1、布氏硬度测量
布氏硬度测量原理是将一定直径的硬质合金球施加试验力压入试样表面经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕的直径。
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由压头球直径D和测量所得的试样压痕直径d可算出压痕面积，即：:
S= （2-1）

于是布氏硬度值可由以下式算出：
布氏硬度=常数×试验力/压痕表面积，即：
（2-2）

上式中: ；D, d 单位为mm；F 单位为N。
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国家标准(GB231-84)规定布氏硬度试验时，、10、，根据金属材料的种类、试样硬度范围和厚度的不同，选择试验压头（钢头）的直径D、试验力F及保持时间。
布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种退火及调质的钢材，不宜测定太硬、太小、太薄和表面不允许有较大压痕的试样或工件。
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2、洛氏硬度
洛氏硬度测定时，需先后两次施加负荷（初负荷和主负荷），施加初负荷的目的是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确，加上10kgf初负荷后，此时压入深度为h1，加上主负荷后，此时使压入深度为h2，h2包括由加荷所引起的弹性变形和塑性变形。卸荷后，由于弹性变形恢复，压头提高某一位置，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主负荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示的。
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洛氏硬度试验常用的压头有两种：一种是顶角为120的金刚石圆锥，另一种是直径为1”/16（）的淬火钢球。据金属材料软硬程度不同，可选用不同的压头和负荷配合使用，最常用的是HRA、HRB、和HRC。这三种压头、负荷及应用范围可参考相关资料。
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3、显微硬度
显微硬度计是近年来常用测量硬度的设备。测量硬度是通过升降显微硬度计的调焦机构、测量显微镜、加荷机构，正确选择负荷、加荷速度进行全自动加卸试验力及正确控制试验力保持时间，通过显微硬度计光学放大，测出在一定试验力下金刚石角锥体压头压入被测物后所残留压痕的对角线长度，来求出被测物硬度值。
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显微硬度适用于测定微小、薄形试件、表面渗镀层、不同金相组织等试件的显微硬度和测定玻璃、陶瓷、玛瑙、宝石等脆性材料的显微硬度
适用范围：热处理、碳化、淬火硬化层，表面覆层，钢，有色金属和微小及薄形零件等.
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四、实验过程
1、准备淬火45#钢样品和Q235钢样品，将样品待测试表面打磨平整。
2、对淬火45#钢样品进行洛氏硬度测试，测试5个点，计算平均值。
3、将Q235钢测试布氏硬度，测试3个点，计算平均值。
4、将上述两个样品重新打磨抛光，进行腐蚀。
5、将上述两个样品进行显微硬度测试，测定马氏体、铁素体和渗碳体等不同组织的显微硬度。
7、将实验测试值记录在报告中，并对数据进行简单分析。
8、将实验数据和结果交指导老师签字，整理实验设备和实验室卫生后，实验结束。
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