材料硬度测试简介

材料硬度测试简介 材料硬度测试方法 硬度是金属材料力学性能指标中最常用的指标之一， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征金属材料在局部体积内抵抗变形或破裂的能力。金属材料的的硬度虽然没有确切的物理意义，但是它不仅与材料的静强度、疲劳强度存在近似的经验关系，还与其冷成形性、切削性、焊接性等工艺性能间也存在某些关系。因此硬度值对于控制材料冷加工工艺质量也有一定的参考意义。对于玻陶瓷等脆性材料，硬度还于材料的断裂韧度存在一定的经验关系。此外，表面硬度和显微硬度试验反映了金属表面及局部范围内的力学行为，因此可以用于检验材料表面或鉴别微区组织。 硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法，压入法就是把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条件的不同，常用硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。 (一) 布氏硬度实验 将具有一定直径的钢球或者硬质合金球，以相应的试验力压入试样表面，经规定保持t间后(除去试验力，测量试样表面的压痕直径。如图2-1所示。 图2-1 布氏硬度示意图 图2-2 HB-3000型布氏硬度计 2计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 为HB=P/F(公斤/毫米)或写成以下形式: 22，，,,HB2P/,DDDd,,,,, ,,,,，， ，， ,, ,,2P,,,2 ,,D,,,2,,1,1,sin,,,,,2,,，， 式中P:负荷(公斤);F:压痕球面面积(F=πDh);h:压痕球面深度;d:压痕直径(毫米);D:钢球直径(毫米);ψ:压入角。 国家标准GB231,84中规定，布氏硬度试验用的球体直径有10、5、2.5、 22和1mm五种;P/D的比值30、15、10、5、2.5、1.25和1七种。根据金属材 2料的种类及布氏硬度范围，按照表1选定P/D值。 当压头为淬火钢球时，其符号为HBS(适用于布氏硬度值在450以下的材料)，当压头为硬度合金球时，其符号为HBW(适用于布氏硬度值为450,650的材料)。符号HBS或HBW之前为硬度值，符号后面的数值依次表示球体直径、载荷大小及载荷保持时间，用以表示试验条件(保持时间10,15S的，可不标注)。例如，当用10mm 淬火钢球在9.81KN(1000kgf)载荷作用下保持30S 测得的布氏硬度为150时，可写成150HBS10/100030。 2表2-1 布氏硬度试验的P/D值的选择 2材 料 布氏硬度 载荷保持时间 P/D ,140 10 钢及铸铁 10 ?140 30 ,35 5 钢及其合金 30,130 10 30 ,130 30 1.25 轻金属及合金 60 ,35 2.5 5 35,80 10 30 15 10 ,80 30 15 1 铅、锡 60 1.25 (1)试件要求及注意事项: 1、试件上下平面要平行，光洁度要好; 2、实验前了解试件的材料和硬度值范围，布氏硬度仅适宜于测定HB?450的较软材料的硬度，如铸铁件，退火、正火、调质状态的钢件; 3、按表I选择好负荷P，钢球直径D及载荷保持时间; 4、试件上两压痕距离应大于2D。压痕至试件边缘距离应大于D; 5、试验后的压痕直径d应在0.25D,d,0.6D范围内，否则试验结果无效; 6、用直径为10毫米或5毫米的钢球进行试验时，压痕直径的测量，精确到0.02毫米，用2.5毫米钢球则精确到0.01毫米。 7、应测压痕两个垂直方向的d，取平均值，压痕两直径之差不超过较小直径的2%。 8、HB值大于100的取整数，10,100的取一位小数，小于10的取两位小数。 (2)布氏硬度计及操作: 本试验所用的是HB-3000B的结构如图2-3所示，其操作步骤如下所述。 图2-3 HB-3000B型布氏硬度计结构 1-小杠杆 2-弹簧;3-压轴;4-主轴衬套;5-压头;6-可更换工作台;7-工作台立柱8-螺杆;9-升降手轮;10-螺母;11-套筒;12-电动机;13-减速器;14-换向器;15-砝码;16-大杠杆;17-吊环;18-机体;19电源开关 1安装压头与工作台。 按规定选择压头，用无酸汽油清洗其钢球沾附的防锈油，用棉花或质地较软的纱布擦拭干净后装入主轴衬套内，放置紧定螺钉使其轻轻压于压头固定杆之扁平处，然后将工作台安装在丝杠上，再将试样平稳地、密合地安装在工作台上。此时转动手轮，使工作台缓慢上升，试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动 最后将压头紧定螺钉压紧于固定杆之扁平处。 2选择负荷 按规定选择负荷，选用的负荷为187.5kgf时，将砝码吊架挂在大杠杆尾部刀刃上即可，若加上62.5kgf的砝码，就形成了250kgf的负荷，再加上500kgf的砝码， …….以次类推。 便形成了750kgf的负荷 3选择负荷时间 负荷保持时间长短按规定选择好，然后将压紧螺钉松开，把圆盘内的弹簧定位器旋转到所需的时间位置上(圆盘红标志与铭牌上的时间标志10s、30s或60s相对应)。压紧螺钉松开的程度应能保证圆盘做回转调整。 4正式开始试验 以上准备工作就绪后，首先打开电源开关，接通电源，此时电源指示灯亮，然后启动按钮开关，立即作好拧紧压紧螺钉的准备，在加荷指示灯亮的同时迅速拧紧，使圆盘随区柄一起回转直至自动反向和停止转动为止。从家荷指示灯亮到熄灭为负荷保持时间。 5检验并确定试验结果 试验结束后，转动手轮，取下试样，用读数显微镜测量表面的压痕直径，将测得结果查表确定试样硬度值。 (二)洛氏硬度试验 洛氏硬度试验原理如图2所示，是用顶面角为120?的金刚石圆锥体或直径为1/16寸的钢球做压头，根据压痕深度来表示其硬度的高低的一种硬度试验，试验时先后两次加负荷，初负荷P=98.1N(10kgf)，总负荷P见下表规定: 0 -2 常用HRC、HRB、HRA试验规范 表2 洛氏硬 洛氏刻度 金属大约合 总负荷N(kgf) 度符号 压头种类 允许范围 布氏硬度 HB 1/16寸:直径25,100 60,230 98(100) HRC 钢球 120?金刚石圆20,67 230,700 1471.5(150) HRB 锥 120?金刚石圆60,85 700 以上 588.6(60) HRA 锥 在预载荷P与主载荷P的作用下，压头压入试件，总载荷为P=P ，P，0101总载荷作用终了后即卸除主载荷P， 保留预载荷下的压入深度h，h与预载荷1 作用下的压入深度h之差就可以表示洛氏硬度，公式如下: 0 h,h1000 ; HRA,,0.002 h,h1000 ; HRC,,0.002 h,h1300 ; HRB,,0.002 图2-4 洛氏硬度试验原理图(R的单位为mm) (1)试件要求及注意事项: 1、试件要求光洁; 2、了解试件的材料及硬度范围，按表2选择合适的硬度标度; 3、安装和卸下金刚石时要小心，防止丢落。试件接触金刚石时要缓慢，以免损坏或脆断金刚石。 (2)洛氏硬度计及操作: 本试验所用的是HR150A型洛氏硬度计，它也是利用杠杆加荷的,如图2-5所示,操作步骤如下: 1试验前的准备工作 1)调整主试验力的加荷速度,将手柄置于卸荷位置,手把转到1471N的位置,再将35~55HRC的标准硬块放在工作台上,旋转手轮使硬度块顶起主轴,加上初试验力,拉动手柄加主试力，观察指示表大指针,从开始转动到停止的时间应在4,8s 图2-5 HR-150A型洛氏硬度计 1-调整块;2-顶杆;3-调整螺钉;4-调整盘;5-按钮;6-紧固螺母;7-试样;8- 工作台;9-手轮;10-放油螺钉;11-操纵手柄;12-砝码座;13-油杆;14、 15-砝码;16-杆;17-吊套;18-指示器 图2-6 HR-150A硬度计 范围内;如不符，可转动油针进行调整，反复进行，直到合适为止。 2)选择试验力时，转动手把使所选用的试验力对准红点。必须注意的是，变换试验力时，手柄必须置于卸荷状态(即后极限位置)。 3)安装压头时，应注意消除压头与主轴端面的间隙。消除方法是:装上压头，并用螺钉轻轻固定，然后将标准块或试件放置于工作台上，旋转手轮加上初试验力，拉动手柄使主试验力加于压头上，再将螺钉拧紧即可消除压头与主轴端面间的间隙。 2试验程序 1)将丝枉顶面及被选用的工作台上、下端面擦干净，将工作台置于丝杠上。 2)将试件放置于工作台上，旋转手轮使工作台缓慢上升，并顶起压头，直到小指针指着红点，大指针旋转三圈垂直向上为止(允许相差?5个刻度;若超过5个刻 度，此点应作废，重新试验)。 3)旋转提示器外壳，使C、B之间长刻线与大指针对正(顺时针或逆时针旋转均可)。 4)拉动加荷手柄，施加主试验力，这时指示器的大指针按逆时针方向转动。 5)当指示器指针的转动显著停顿下来后，即可将卸荷手柄推回，卸除主试验力。 6)从指示器上渎取相应的标尺读数。采用金刚石压头试验时，按表盘外圈的黑字渎取; (7)转动手轮使试件下降，再移动试件，按以上(2),(6)步骤进行新的试验，并将有关数据记人表3,4中。 (8)丝杠保护套是为了保护丝杠不受灰尘侵袭而 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的。硬度计不使用时或试件高度小于100 mm时，应将其套在丝杠外面。当试件高度大于100 mm时，必须将其拿掉，以免工作台顶起，使试验无效。