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