硬度測試技術(shù)

1、0硬度測試技術(shù)硬度測試技術(shù)一、硬度的概念一、硬度的概念硬度的測定是材料在力學(xué)性能研究中最簡便，最常用的一種方法。所謂硬度，是材料對一更硬物體壓入其內(nèi)時(shí)所表現(xiàn)的抵抗能力。硬度計(jì)在生產(chǎn)和科研中應(yīng)用十分廣泛，這是由于硬度試驗(yàn)與其它機(jī)械性能試驗(yàn)如拉伸、彎曲試驗(yàn)等比較，具有下列特點(diǎn)：⒈試驗(yàn)后工件不被破壞；⒉可以在各種形狀和尺寸的試件上進(jìn)行試驗(yàn)，不需要特別試樣；⒊試驗(yàn)方法簡單，操作方便，測量迅速；⒋材料的硬度與其強(qiáng)度極限有近似的正比關(guān)系：σb=KH

2、B公斤公斤毫米毫米2式中K為一系數(shù)，不同的材料和不同的熱處理狀態(tài)其K值不同。例如碳鋼的K值為0.36，調(diào)制狀態(tài)的合金鋼為0.34。常用的硬度測試試驗(yàn)方法有：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微硬度，以及里氏、肖氏硬度等。硬度測試沒有在性能測試實(shí)驗(yàn)室，而在金相熱處理實(shí)驗(yàn)室中，是個(gè)有趣的現(xiàn)象。方便現(xiàn)場檢驗(yàn)的需要，應(yīng)硬度測試沒有在性能測試實(shí)驗(yàn)室，而在金相熱處理實(shí)驗(yàn)室中，是個(gè)有趣的現(xiàn)象。方便現(xiàn)場檢驗(yàn)的需要，應(yīng)該是首要的考慮（同學(xué)們可以考證）該是首

3、要的考慮（同學(xué)們可以考證）。二、洛氏硬度二、洛氏硬度洛氏硬度法是采用金剛石圓錐體（錐角為120）和采用淬火鋼球（直徑為1.588毫米）做壓頭。一般較硬的金屬材料（如淬火后的工件）用金剛石壓頭；較軟的金屬材料則用鋼球壓頭。其測試壓痕為可見，所以人們認(rèn)為其是宏觀硬度測試。洛氏硬度的測試原理是根據(jù)壓頭壓入試樣表面的不可變的壓痕深度來比較材料的硬度數(shù)值的高低。如果直接以壓痕深度大小作為計(jì)量指標(biāo)，則會(huì)出現(xiàn)硬金屬的硬度值小，而軟金屬的硬度值反而大的

4、現(xiàn)象，這不符合人們的一般習(xí)慣。因此，用一個(gè)選定的常數(shù)K來減去所得壓痕深度值作為洛氏硬度的指標(biāo)，即hKHR??當(dāng)以鋼球?yàn)閴侯^時(shí)，K=0.26；以金剛石錐體為壓頭時(shí)，K=0.2。此外，在讀數(shù)上又規(guī)定以壓入深度0.002毫米作為標(biāo)尺刻度的一格，這樣，前者的0.26常數(shù)相當(dāng)于130格，后者的0.2常數(shù)相當(dāng)于100格，因此，洛氏硬度值可由下式確定：黑色表盤）紅色表盤）(002.0100(002.0130hHRChHRB????因此可知，當(dāng)壓痕深度

5、h=0.2mm時(shí)，HRB=30，HRC=0，這也說明為什么HRB要取0.26作為常數(shù)的原因。因?yàn)椋珺標(biāo)尺是測試較軟的金屬材料，試驗(yàn)時(shí)有的壓痕深度可能超過0.2mm以上，若取0.2作為常數(shù)，硬度將會(huì)得到負(fù)值，為此，常把HRB的常數(shù)取得大些。洛氏硬度的測試數(shù)據(jù)是無量綱。洛氏硬度的測試數(shù)據(jù)是無量綱。1、載荷與壓頭的配合、載荷與壓頭的配合2圖52TH320型全洛氏硬度計(jì)型全洛氏硬度計(jì)7、HR150A洛氏硬度計(jì)使用操作規(guī)程洛氏硬度計(jì)使用操作規(guī)程我

6、們實(shí)驗(yàn)室擁有的洛氏硬度計(jì)是HR150A洛氏硬度計(jì)，位于423房間。其操作規(guī)范說明如下：試件的準(zhǔn)備：試件的準(zhǔn)備：試件的厚度應(yīng)不小于10倍壓痕深度；表面必需精細(xì)制備使之平坦；不得帶有油脂，氧化皮，裂縫，顯著的加工痕跡，凹坑及其它污物。具體操作中，可以將試樣測試表面采用200號(hào)水砂紙粗磨，以保證表面的要求。試件的測試面與基面盡可能保持平行，否則，需要根據(jù)測試情況修正。測試種類載荷等選擇：測試種類載荷等選擇：視材料選定硬度計(jì)的測試種類，進(jìn)而選定

7、硬度計(jì)的載荷數(shù)量，測頭的種類，測試工作臺(tái)。對于未知硬度情況的試件，應(yīng)當(dāng)先測試HRC或HRA，當(dāng)HRC的數(shù)值低于20，HRA數(shù)值低于60時(shí)，換用HRB測試。操作程序操作程序①將試件穩(wěn)妥放置在工作臺(tái)上，然后緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪（順時(shí)針），使工件與測試頭接觸，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使指示盤中的小指針指于紅點(diǎn)處，大指針指向CB線，其左右偏離不超過2分度格。通過指示器上的調(diào)整盤可使大指針正好與CB線重合。②將右側(cè)低處的加荷手柄輕輕向前搬動(dòng)（沿箭頭方向），使總載荷加

8、上，至指示器上的大指針停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，停留約10秒鐘，然后將處于硬度計(jì)右側(cè)靠后的卸荷手柄向后（箭頭方向）輕輕推到極限位置，從指示器中讀取數(shù)據(jù)。③反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使試件與測頭脫離，取下試樣（或另選測試點(diǎn)重復(fù)以上程序）。安全規(guī)程安全規(guī)程①手輪轉(zhuǎn)動(dòng)須一次到位，不可忽升忽降，影響測試。②每個(gè)試件測試不宜少于三次。③測試壓痕中心至試件邊緣的距離不得小于3mm。測試點(diǎn)之間的距離應(yīng)大于3倍的壓痕直徑。載荷的加載、卸載注意輕、緩、穩(wěn)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確穩(wěn)定。載

9、荷的加載、卸載注意輕、緩、穩(wěn)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確穩(wěn)定。8、洛氏硬度計(jì)的構(gòu)造、洛氏硬度計(jì)的構(gòu)造請課下查閱有關(guān)的技術(shù)書籍。9、表面洛氏硬度計(jì)（、表面洛氏硬度計(jì)（HR245型）為了解決表面薄層硬度測量，常用表面洛氏硬度試驗(yàn)方法，其原理與一般洛氏硬度試驗(yàn)方法相同，區(qū)別在于該法所使用的金剛石圓錐壓頭和表盤指示器更為精密；其初始載荷減為3kgf，總載荷分別減為15、30和45kgf。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的表面洛氏硬度計(jì)是：HR245型表面洛氏硬度計(jì)，在423房

10、間。其操作過程與HR150A型宏觀洛氏硬度計(jì)的操作一樣，只是在讀數(shù)上，以及表盤的表示有差別。10、TH320全洛氏硬度計(jì)全洛氏硬度計(jì)TH320全洛氏硬度計(jì)為集洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)、表面洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)、塑料洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)一體的多功能硬度計(jì)，采用洛氏（ROCKWELL）測量原理，可直接進(jìn)行洛氏硬度測量、表面洛氏硬度測量、塑料洛氏硬度測量，并可以將洛氏硬度值轉(zhuǎn)換為HB、HV、HLD、HK、σb值。適用于碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及工程塑料等材料的