材料的硬度检测实验指导书
河南工业大学
材料科学与工程学院
前言
固体材料表面抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力，是衡量材料软硬程度的一个指标。抵抗能力越高，硬度值就越高。它与材料的化学成分、组织状态、加工处理、工作环境和其它机械性能有关。硬度值随硬度试验方法的不同，其物理意义也不同。常用的硬度试验方法有划痕法、压入法和动力法。划痕法测得的硬度值，表示材料表面抵抗断裂的能力；压入法测得的硬度值，表示材料表面抵抗塑性变形的能力；动力法测得的硬度值，表示材料变形功的大小。因此硬度代表材料的强度和韧性等综合性能指标。
一    材料的洛氏硬度测定
简介：
洛氏硬度用HR表示。一种广泛应用的静态压入硬度，用压痕凹陷的深度来表征。所用压头为顶角120°、圆弧半径0.2mm的金刚石圆max.book118.comm的钢球（或可测塑料洛氏硬度的φ6.35、φ12.7的钢球）。洛氏硬度所加试验力根据被测物体软硬不同而作不同规定，随不同的压头和所加相应不同试验力的搭配出现了十几种的洛氏硬度标尺。常见的有下面九种，常用的有三种。使用范围见下表。
洛氏硬度试验标尺、压头、试验力及应用范围   （洛氏硬度常用标尺为A、B、C三种）
标尺	压头类型	初试验力
（N）    K        常数：采用金刚石压锥时K=100
                                        采用钢球作压头时K=130
                          C =0.002mm   指示器刻度盘上一个分度格
三、实验仪器及原材料
1、HR-150型洛氏硬度计
2、试件 GCr15 淬火 
四、实验步骤：
1、置试件于工作台上，顺时针旋转手轮使工件上升至加满初试验力（即小指针至于红点）为止，此时大指针应垂直向上指向标记B(C)处，其偏移不得超过±5分度格，否则另选一点。
2、转动指示器的调整盘，使大指针指向刻度B(C)。
3、向后缓慢推倒加载试验力操纵手柄，保证主试验力在4—6秒内施加完毕。总试验力保持5秒时间后，向前慢拉加载试验力手柄，卸去主试验力，保留初试验力。
4、此时硬度计表头长指针指向的数据，即为被测试件的硬度值。
5、逆时针转动手轮使工作台下降，更换测试点，重复上述操作。
五、数据记录与处理
试件编号	1	2		HRC(读数)												HRC(硬度值)				
注意：1、加载缓冲器空载下降时间应调整在4-6秒内。
      2、试件的最小厚度应大于压痕深度的10倍。
      3、两个测试点之间间隔应大与5mm。
六、思考题
洛氏硬度计长期使用后应注意些什么？
  附：洛氏法测定磨具硬度
   本方法适用于陶瓷和树脂结合剂，粒度为F100至F1200的普通磨具。
一、实验目的：
1、掌握洛氏硬度计的使用方法。
2、学会用洛氏硬度计测定各种磨具硬度的方法。
二、实验原理：
洛氏法测磨具硬度，是以φ3.175mm钢球作压头，在规定的试验力下，垂直压入磨具表面。加载方式为，先加初试验力98.07N，这时压痕的深度为h1，再加总试验力（即初试验力加主试验力），这时压痕的深度为h2。。待总试验力完全加上后（硬度计表头长指针显著变慢时），不维持时间即卸去主试验力。以卸除主试验力而保留初试验力时的压痕深度h3与在初试验力作用下压痕深度h1之差来表示硬度。即e＝h3－h1。压痕深度越大则硬度越软，但为了符合数值大硬度高的读数习惯，需用下式作以变换：
            K        常数：采用金刚石压锥时K=100
                                        采用钢球作压头时K=130
                          C =0.002mm   指示器刻度盘上一个分度格
三、实验仪器及原材料
1、HR-150型洛氏硬度计
2、试件 砂轮
四、实验步骤：
1、置试件于工作台上，顺时针旋转手轮使工件上升至加满初试验力（即小指针至于红点）为止，此时大指针应垂直向上指向标记B(C)处，其偏移不得超过±5分度格，否则另选一点。
2、转动指示器的调整盘，使大指针指向刻度B(C)。
3、向后缓慢推倒加载试验力操纵手柄，，待总试验力完全加上后（硬度计表头长指针显著变慢时），向前慢拉加载试验力手柄，卸去主试验力，保留初试验力。
4、此时硬度计表头长指针指向的数据，即为被测试件的硬度值（按表头上B标尺读数）(读数)											（平均值）					对应硬度					
附表：
  1、硬度计工作条件按表1的规定
2、按刻度表上的B尺读数，并以各点的算术平均值按表2、表3的规定，确定磨具的硬度等级
  表1  洛氏硬度计的工作条件
磨具硬度	磨料粒度			F100~F150	F180~F500	F600~F1200			工作条件			试验力（N）	钢球直径（mm）	试验力（N）	钢球直径（mm）	试验力（N）	钢球直径（mm）		A~E			306	3.175	306	3.175		F~J	980	10	588		588			K~Y	1471				980			
表2  A~E的硬度值、硬度允许范围及均匀性允差
硬度等级	硬度值	允许范围	级差值	均匀性允差		A	~42	~50		20		B	43~55	37~61	12	18		C	56~67	51~72	11	16		D	68~78	63~83	10	15		E	79~88	76~92	9	14		注：该表仅适用于珩磨磨石和超精磨石		
表3  F~Y的硬度值、硬度允许范围及均匀性允差
硬度等级	硬度值及允差范围	磨料粒度				F100～F150	F180～F240	F280～F500	F600～F1200		F	硬度值	-18～-4	-11～3	18～29	33～45			允差范围	-23～8	-25～17	7～38	23～53			级差值	14	14	11	12			均匀性允差	25	35	24	26		G	硬度值	-3～21	4～17	30～40	46～55			允差范围	-18～33	0～29	20～48	36～62			级差值	24	13	10	9			均匀性允差	43	32	22	20		H	硬度值	22～43	18～29	41～50	56～64			允差范围	8～52	4～40	32～58	48～71			级差值	21	11	9	8			均匀性允差	38	28	20	18		J	硬度值	44～60	30～40	51～60	65～73			允差范围	33～66	18～50	43～67	58～80			级差值	16	10	9	8			均匀性允差	29	25	20	18		K	硬度值	22～34	41～50	61～68	39～51			允差范围	16～41	30～59	53～74	29～59			级差值	12	9	7	12			均匀性允差	22	22	15	26		L	硬度值	35～46	51～59	69～76	52～62			允差范围	28～52	41～68	63～82	42～68			级差值	11	8	
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