硬度测量实验报告.docx

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硬度测量实验报告
一、实验目的
1. 了解常用硬度测量原理及方法；
2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法;
二、实验设备
洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块
三、实验原理
1 .硬度是表示材料性能的指标之一，通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和
尺寸的物体（金刚石压头或钢球）压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行，又无损于零
件，因此在生产和科研中应用十分广泛。 常用的硬度试验方法有： 洛氏硬度计，主要用于金
属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计，应用于黑色、 有色金属材料检验， 也可测一
般退火、正火后试件的硬度。
2 .洛氏硬度
洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。 它是用压头（金刚石圆锥或淬火钢球）在载荷
（包括预载荷和主载荷）作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。 通常压入材料的深度越
大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。
图：未加载荷，压头未接触试件时的位置。
2-1 ：压头在预载荷P0作用下压入试件深度为 h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形
和塑性变形。
2-2:加主载荷P1后，压头在总载荷 P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。
2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷 P0时压头的位置，压头压入试样的深度为 hl。由于
P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了 h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓
度为h= hi- h0。实际代表主载 P1造成的塑性变形深度。
h值越大，说明t^牛越软， h值越小，说明试件越硬。为了适应人们****惯上数值越大硬度越
高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定为一个
洛氏硬度单位，用符号 HR表示，则洛氏硬度值为：
HR
k - h

3 .布氏硬度
布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力 F(N)把直径为D (mm的淬火钢球或硬质合金球
压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径 d(mm), 然后按公式求出布氏硬度 HB值，或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出 HB值。测量范
围为 8~650HBW
=0J02x-^-
S 冗。方
由于金属材料有硬有软，被测工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一种标准的试验力 F
和压头直径D,就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。因此，在生产中进行布氏硬度 试验时，要求能使用不同大小的试验力和压头直径， 对于同一种材料采用不同的 F和D进行
试验时，能否得到同一的布氏硬度值，关键在于压痕几何形状的相似， 即可建立F和D的某 种选配关系，以保证布氏硬度的不变性。 特点：一般来说，布氏硬度值越小，材料越软，
其压痕直径越大；反之，布氏硬度值越 大，材料越硬，其压痕直径越小。布氏硬度测量的
优点是具有较高的测量精度， 压痕面积大，能在较大范围内反映材料的平均硬度， 测得的硬
度值也较准确，数据重复性强。
四、实验内容
1 .测量滚动轴承表面洛氏硬度