金属材料的硬度试验-实验报告.doc

金属材料的硬度试验-实验报告
实验五 硬度实验
一．实验目的
1．  了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2．  了解布氏硬度实验机的主要结构及操作方法。
二．概述
硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力，是重要的机
金属材料的硬度试验-实验报告
实验五 硬度实验
一．实验目的
1．  了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2．  了解布氏硬度实验机的主要结构及操作方法。
二．概述
硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力，是重要的机械性能之一。它是给初级金属材料软硬程度的数量概念，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，硬度实验方法简单，操作方便，出结果快，又无损于零件，因此被广泛应用。测定金属硬度的方法很多，有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
1．  布氏硬度（HB）
（1）布氏硬度实验的基本原理
布氏硬度实验是以一定直径的钢球施加一定负荷P，压入被测金属表面（如图1所
示）保持一定时间，然后卸荷，根据金属表面的压痕面积F求应力值，以此作为硬度值的计量指标，以HB表示，则
（5-1）
式中：P—负荷（kgf）；
D—钢球直径（mm）
h—压痕深度（mm）
（5-4）
将式（5-4）代入式（5-3）得：
（5-5）
式（5-5）说明，当φ值为常数时，为使HB值相同，P/D2也应保持为一定值，因此对同一材料而言，不论采用何种大小的负荷和钢球直径，只要满足P/D2=常数，所得的HB值都是一样的。对不同材料，所测得的HB值也可进行比较。P/D2比值有30、10、2 .5三种，其试验数据和应用范围可参考表5-1。
表5-1 各种负荷、压头及应用范围
材料种类
布氏硬度
范围
试样厚度
（mm）
负荷P与钢球直径D之间的关系
钢球直径D（mm）
负荷P（kgf）
负荷持续时间（秒）
钢铁
（黑色金属）
140-450
>6
6-3
<3
P=30D2
10
5

3000
750

10
同上
<140
>6
6-3
<3
P=10D2
10
5

1000
250

10
有色金属及合金（铜、青铜、黄铜、镁合金）
-130
>6
6-3
<3
P=10D2
10
5

1000
250

30
同上
8-35
>6
6-3
<3
P=
10
5

250


60
（2）布氏硬度试验的技术要求
1）  被测金属表面必须平整光洁。
2）  压痕距离金属边缘应大于钢球直径，两压痕之间距离应大于钢球直径。