实验四-布氏硬度

MSEMSE实验内容：布氏硬度测定原理和方法一、实验目的：1.了解布氏硬度测定原理、布氏硬度计的基本构造、各主要部件的作用2.学习和掌握布氏硬度计的使用方法二、布氏硬度计原理：硬度：材料抵抗硬物压入其表面的能力布氏硬度：压入法硬度实验，以载荷与压痕球形表面积的比值来表示材料的硬度值。用载荷P直径为D的淬火钢球压入试件表面，并保持一段时间，而后卸除载荷，测出压痕直径d，布氏硬度值（HB）就是加在钢球上的载荷与所得压痕的比值。式中：P-施加的载荷（公斤）d-压痕的直径（毫米）D-压头的直径（毫米）F-压痕面积（毫米2）])(11[222DdDPFPHB在P和D一定的情况下，布氏硬度值的高低取决与压痕的直径d，d越大，表明金属的变形抗力越低，HB值越低，反之硬度越高。由于金属材料有软有硬，工件有厚有薄，有大有小，这适应不同的情况，布氏硬度压头有φ2.5mm、φ5mm、φ10mm三种。载荷有15.6kg、62.5kg、187.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种。当采用不同大小的载荷和直径的钢球进行布氏硬度试验时，只要满足P/D2为常数，则对同一材料来说布氏硬度值不变。国家标准规定P/D2的比值为30、10、2.5三种，根据金属材料类、试样硬度范围和厚度不同，按照规范选择压头直径D负载P和负载保持时间。布氏硬度试验规范：金属类型布氏硬度范围（HB）试件厚度（mm）P与D的关系钢球直径D（mm）负载P（Kg力）载荷保持时间（秒）黑色金属140-4506-34-2＜2P=30D210.05.02.53000750187.510＜140＞66-3＜2P=10D210.05.02.5100025062.510有色金属＞1306-34-2＜2P=30D210.05.02.53000750187.53036-1309-36-3＜3P=10D210.05.02.5100025062.5308-35＞66-3＜2P=2.5D210.05.02.525062.515.660注意事项：试验后，压痕直径应在0.25D＜d＜0.6D的范围内，否则试验结果无效。这时应考虑换用其他负载重做试验。因为若d太小，灵敏性和精确度降低，若d太大，压痕的几何形状不能保持相似的亲系，影响结果的准确性。布氏硬度应用范围：试验各种退火状态下的钢材、铸铁、有色合金等，也用于试验经调质处理及硬度小于HB450的机械零件。三、实验内容及步骤：1.安装压头与载物台；2.选择载物：按表1-1选择载荷。载荷吊架为187.5公斤，若加上62.5公斤砝码就形成250公斤载荷；再加上500公斤砝码便形成750公斤载荷，以此类推；3.选择载荷的保持时间：载荷保持时间长短按表1-1规定，松开压紧螺钉7，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10秒、30秒、或60秒相对应），压紧螺钉松开的程度应能使圆盘做回转调整即可；4.将试样用砂轮磨平上下两表面后，置于载物台上；5.正式试验：首先打开电源开关，此时电源指示灯发亮。转动手轮3使试样与压头接触。然后启动按钮开关8，并立即做好拧紧螺钉7的准备，在加载指示灯亮5燃亮的同时迅速拧紧，使圆盘随曲柄一起回转至自动反向和停止转动为止。从加载指示灯燃亮到熄灭为全载荷保持时间；6.确定试验结果：实验结束后，逆时针转动手轮，取下试样，用读数显微镜测量试样表面的压痕直径，从相互垂直方向各测一次，取其平均值，用该数值查表，即得试样硬度值。7.用10毫米直径钢球，在3000公斤载荷下保持10秒钟测定的硬度值，写成HB400。在其他条件下试验结果写成HB5/250/30=110，即表示用5毫米直径钢球，在250公斤载荷下保持30秒钟测得的布氏硬度值为110四、实验报告内容1.简述实验目的和步骤2.简述布氏硬度的实验原理3.测定指定试样的布氏硬度值HB,注明钢种、硬度计型号、钢球直径、载荷、持续时间、压痕直径，并计算HB简要说明硬度计的操作要点。MSEMSE西南大学材料学院