洛氏硬度试验报告

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1、洛氏硬度试验报告洛氏硬度实验报告洛氏硬度实验报告一、洛氏硬度试验的基本原理洛氏硬度试验常用的压头有两种 : 一种是顶角为 120 的金刚石圆锥，另一种是 直径为 1”/16（1.588mm） 的淬火钢球。据金属材料软硬程度不同，可选用不同的压 头和负荷配合使用，最常用的是 HRA HRB和HRC这三种压头、负荷及应用范围 可参考表 5-2 。表 5-2 三种压头、负荷及应用范围表图 5-3 洛氏硬度实验原理图洛氏硬度测定时，需先后两次施加负荷 （初负荷和主负荷 ） ，施加初负荷的目的 是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确，图 5-3 中 0-0 为末加上主负 荷的位置， 1-1 为加

2、上 10kgf 初负荷后的位置，此时压入深度为 h1， 2-2 位置为加 上主负荷后的位置，此时使压入深度为 h2， h2 包括由加荷所引起的弹性变形和塑 性变形。卸荷后，由于弹性变形恢复，压头提高到 3-3 位置，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主负荷所引起的残余压入深度 （h=h3- h1）来表示的，但这样直接以压入深度的大小表示硬度，将会出现硬的金属硬度 小，而软的金属硬度值大的现象，这与布氏强度所表示的硬度大小的概念相矛盾。 为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，故需用一常数（K）减去（h3-h1）的差值表示洛氏硬度值。为简便起见又规定每0.002m m的压入深度作为一

3、个硬度单位（ 即表盘上一小格 ） 。洛氏硬度值的计算公式如下式中的常数K,当采用金刚石圆锥时，K=0.2(用于HRA HRC)采用钢球时,K=0.26(用于 HRB。为此，上式可写为 :(2) 洛氏硬度试验机的技术要求1) 被测金属表面必须平整光洁。2) 试样厚度应不低于压入深度的 10 倍。3) 两相邻压痕及压痕距试样边缘的距离均不应小于3mm。4) 加初负荷时，应谨防试样与金刚石压头突然碰撞，以免将金刚石压头碰坏。(3) 洛氏硬度试验机的结构及操作HB-150型洛氏硬度试验机的结构如图5-4所示。图 5-4 HB-150 型洛氏硬度试验机结构图它是由加卸负荷和测量两部分组成的。前者都是利用

4、杠杆和砝码，后者是用百 分表测量压痕深度的，即洛氏硬度值可直接由百分表盘上读出。实验时，先将试样置于试样台上，并对准压头，顺时针转动手轮，使试样上升 与压头接触，继续缓慢转动手轮使百分表刻度盘上的短时针顺时针转动直到对准红 点，然后再转动表盘使表盘上的长针对准 0 点，此时，压头利用弹簧压缩的方法将 10kgf 的负荷加到了试样上，然后将负荷手柄缓慢向后推 (45 秒钟) ，于是主负荷 加到试样上，主负荷加上后，长针由转动到停止，待持续一秒后，再将负荷手柄向 前拉，回到原始位置，待长针停止转动后，长针所指示的读数即为该材料的硬度 值。最后，逆时针回转手轮，使试样台下降，取下试样，放回原处。三(

5、实验报告要求1( 简述布氏、洛氏硬度试验原理2( 如何测定金属材料的布氏、洛氏硬度值 ,3( 进行试验时，应注意哪些基本要求 ,篇二: 洛氏硬度实验报告 (2)洛氏硬度实验报告一、 实验目的1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。2、了解布氏、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。二、实验原理( 一 ) 洛氏硬度试验的基本原理 洛氏硬度属于压入硬度法，但它不是测定压痕面积，而是根据压痕深度来确定 硬度值指标。其试验原理如图 3-3 所示。洛氏硬度的试验原理 : 用金刚石圆锥体压头或一定直径的钢球压头，在初试验力 F0 和主试验力 F1 先后作用下，压入试样表面，保持一定时间，卸除主试验力， 保留初

6、试验力，此时的压入深度为 hl,在初试验力作用下的压入深度为hO,它们之差e(h1 hO)来表示压痕深度的永久增量。每压入 0.002mm为一个洛氏硬度单位。 (图 1)1.3 洛氏硬度的计算公式 :HRA、C=100(e/0.002)HRB=130 (e/0.002)洛氏硬度试验所用压头有两种 : 一种是顶角为 120?的金刚石圆锥，另一种是直 径为1/16(1.588mm)的淬火钢球。根据金属材料软硬程度不一，可选用不同的压头 和载荷配合使用，最常用的是 HRA HRB和HRC这三种洛氏硬度的压头、负荷及 使用范围列于表 3-2 。(2) 初负荷均为 10公斤洛氏硬度测定时，需要先后两次施

7、加载荷 （ 初载荷及主载荷 ） ，预加载荷的目的 是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。图 3-3 中 0-0 位置为未加载 荷时的压头位置， 1-1 位置为加上 10 Kgf 预加载荷后的位置，此时压入深度为 h1， 2-2 位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为h2，h2 包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，卸除主载荷后，由于弹性变形恢复而稍提高到 3-3 位置， 此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示。但这样直接以压入深度的大小表示硬度，将会出现硬的金属硬度值 小，而软的金属硬度值大的现象，这与布氏硬度所标志的硬度值大

8、小的概念相矛 盾。为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，采用一常数（K）减去（h3-h1）的差值表示硬度值。为简便起见又规定每 0.002mm压入深度作为一个硬度单位（即刻 度盘上一小格 ） 。洛氏硬度值的计算公式如下 :HR?K?（h3?h1） 0.002式中:hl预加载荷压入试样的深度（mm）;h3卸除主载荷后压入试样的深度（mm）;K常数，采用金刚石圆锥时 K,0.2（用于HRA HRC）采用钢球时K,0.26（用 于 HRB）。因此上式可改为 :HRC或 HRA）,100?HRB,130?h3?h1 0.002h3?h1 0.002（ 二） 洛氏硬度试验机的结构和操作三 实验设备H

9、RS-150数显洛氏硬度计四 实验步骤硬度计放置妥当后，先将机体固定螺钉拆除，再旋出 4 只上盖螺钉 (5) ，用吸 钩按在上盖，然后取出上盖 (6) ，将机体内扣住测量杠杆 (1) 上的橡皮筋解去 ( 图 6) ，以及主杠杆 (2)尾部的扎带 (图4) ，及时盖上上盖防止灰尘入内。逆时针转动 旋轮(1) ，取出升降丝杆上垫块，从升降丝杆上拔出其最上面的保护罩 (2) ，取下另 外2 只保护罩，将升降丝杆上的防锈油擦尽，涂上少量薄质机油润滑。然后安装 好保护罩，放上试台 (3) 。最后打开后盖 (8) ，将固定活动部件的白纱带以及砝码 (6)(9) 和连杆部分下面的橡皮垫块去除 (4) 。根据

10、试件的硬度测试要求来选择标尺，依据标尺确定总试验力。匀速转动变荷手轮 (11) ，来改变主试验力大小。将压头 (4) 安装在测杆孔中，贴紧 支承面，把压头紧固螺钉 (11) 略为拧紧，将试件放在试台上。 顺时针转动旋轮 (1) ，升降丝杆上升，压头与试件接触时，缓慢平稳上升丝杆，直到显示窗口 ?显示 295,305 之间，硬度计开始加荷 ? 保荷?卸荷，自动完成测试过程。注意 : 如显示窗口数值超过 305，本机则发出”滴 , ”声报警。这时，下降丝杆，试件移动测试位置，重新进行测试。当硬度计主试 验力完全卸除后，听到“滴”声，显示窗口所显示的数值即为硬度值。此时才可以 逆时针旋转旋轮使压头脱

11、离被测试件，本机自动复零，则一次试验循环结束。 如 需继续测试则可循环操作。五实验数据六 实验注意事项1 被测试件的表面应平整光洁，不得带有污物、氧化皮、凹坑及显著的加工痕 迹，试件的支撑面和试台应清洁，保持良好密合，试件的厚度约大于 10 倍压痕深 度2 根据试件的形状，尺寸大小来选择合适的试台，试件如异形，则可根据具体 的几何形状自行设计制造专用夹具 （ 我公司备有各种形状的试台，用户可以根据需 要选购 ） ，使硬度测试具有准确的示值。 3 一定要匀速转动变荷手轮，来改变主试验力大小，这样测得的硬度 值才更准确。篇三: 硬度测量实验报告硬度测量实验报告一、实验目的1. 了解常用硬度测量原理

12、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 （

13、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(98.1N)作用下压入试件深度为hO时的位置。hO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hlo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= h

14、1- h0 。实际代表主载 P1 造成的塑性变形深度。h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数 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0.002mm为一个洛氏硬度单位，用符号 HR表示，则洛氏 硬度值为 :HR?k-h0.0023. 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8650H

15、BW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，

16、数据重复性 强。四、实验内容1. 测量滚动轴承表面洛氏硬度值使用洛氏硬度计对轴承外圈进行硬度测定，记录相关测量数据 :加载力(kgf)= 1471 N2. 测量试块表面布氏硬度值在布洛维硬度计上，使档位调至布氏硬度测定档，试块进行表面硬度测定，记 录相关测定数据 :加载力 (kgf) = 980 NHB?2P?D(D-D-d)22(D=2.5 mm ;d=读数差X 0.004)五、思考题1. 测量硬度前为什么要进行打磨 ,答:测试样品与工作台的接触面不平。按照国家标准GB/T 230.1-2004 ，洛氏硬度值=100-h/0.002，式中h为洛氏硬度计压头压入样品的深度，也就是说每 0.00

17、2毫米或2微米代表1HRC硬度单 位，因此被测试样品与工作台接触面的平整度将对测试结果产生极大的影响。当试 样底面不平时，载荷完全施加时只要试样因为不平整而导致轻微的偏转，就可能使 压头多向下移动几个微米，测试结果就可能引起1-5HRC的误差，甚至更大。因此，测试前被测样品的底面必须用机械加工 （如磨床）或手工方法 （如砂纸打磨）磨平，以减小测试误差。2. HRC、HB和HV的试验原理有何异同？答:1.布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm） 的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm

18、2 （N/mm2 2.洛氏硬度（HR）当HB450或者试样 过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角 120?的金 刚石圆锥体或直径为 1.59 、3.18m m的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料 的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示 : HRA: 是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的 材料（如退火钢、铸铁等）。HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度， 用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。3维氏

19、硬度（HV）以120kg以内的载荷和顶角 为 136?的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷 值，即为维氏硬度HV值（kgf/mm2）。3. HRC、HB和HV各有什么优缺点,各自适用范围是什么,举例说明HRC HB和HV适用于哪些材料及工艺,答：布氏硬度（HB）适用于退火正火钢，压痕大，适用于硬度不均匀材料，不适 用于薄料。硬度值应在有效测量范围内（HRC为20-70）为有效;布氏硬度计多用于原 材料和半成品的检测，由于压痕较大一般不用于成品检测。一般HBS只适用于450N/mm2（MPa以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄材料不适用；维氏硬度适用于较大工件和较深表面层的硬度测定，小负荷维氏硬度试验负荷1.96149.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度试验负荷1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。