工程材料与成型工艺实验指导书

工程材料与成型工艺实验指导书内容摘要：

洛氏硬度测定时，需要先后两次施加载荷（预载荷和主载荷），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 13 中 00 位置为未加载荷时的压头位置， 11 位置为加上 10kgf 预加载荷后的位置，此时压入深度为 1h ,22 位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为 2h ， 2h 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 33 位置，此时压头的实际压入深度为 3h。 洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（ h = 3h 1h ）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（ 3h 1h ）的差值表示硬度值。 为简便起见又规定每 压入深度作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格）。 表12 洛氏硬度的试验规范 ： 符号 压 头 负荷（ kgf） 硬度值有效范围 使用范围 HBA 120176。 金刚石圆 锥 60 70 适用测量硬度质合金、表面淬火层、渗碳层 HRB 161 钢球 100 25~100 (HB60~230) 适用测量有色金属、退火及正火钢 HRC 120176。 金刚石圆锥 150 20~67 (HB230~700) 适用测量调质钢、淬火钢 洛氏硬度值的计算公式如下： )( 13 hhKHR  式中： 1h ——预加载荷压入试样的深度（ mm）； 3h ——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 （用于 HRA、 HRC）采用钢球时 K （用于 HRB）。 因此，上式可改为： HRC（或 HRA） 13 hh  ， 13 hhH R B  （二）测定洛氏硬度的技术要求 根据被测金属材料的硬度高低，按表 12 选定压头和载荷。 试样表面应平整光洁，不得有氧化皮或油污以 及明显的加工痕迹。 试样厚度应不小于压入深度的 10 倍。 两相邻压痕及压痕离试样边缘的距离均不应小于 3 mm。 加载时力的作用线，必须垂直于试样表面。 （三）洛氏硬度试验机的结构和操作 H100 型杠杆式洛氏硬度试验机的结构如图 14 所示，其主要部分及作用如下： （ 1）机体及工作台：试验机有坚固的铸铁机体，在机体前面安装有不同形状的工作台，通过手轮的转动，借助螺杆的上下移动而使工作台上升或下降。 （ 2）加载机构：由加载杠杆（横杆）及挂重架（纵杆）等组成，通过杠杆系统将载荷传至压头而压入试样，借 扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务。 （ 3）千分表指示盘：通过刻度盘指示各种不同的硬度值（如图 15 所示）。 操作规程如下： （ 1）根据试样预期硬度按表 12 确定压头和载荷，并装入试验机。 （ 2）将符合要求的试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触，直至表盘小指针指到 “0”为止，此时即已预加载荷 10kgf。 然后将表盘大指针调整至零点（ HRA、 HRC 零点为 0， HRB零点为 30）。 此时压头位置即为图 13 中的 11 位置。 （ 3）按动按钮，平稳地加上主载荷。 当表盘中大指针反向旋转若干格并停止时，持续 8~4 秒（此时压头位置为图 13 中的 22 位置），再顺时针旋转摇柄，直至自锁为止，即卸除主载荷。 此时大指针退回若干格，这说明弹性变形得到恢复，指针所指位置反映了压痕的实际深度（此时压头位置相当于图 13 中的33 位置）。 由表盘上可直接读出洛氏硬度值， HRA、 HRC 读外圈黑刻度， HRB 读内圈红刻度。 （ 4）逆时针旋转手轮，取出试样，测试完毕。 五 、实验 方法与 步骤 分成两大组，分别进行布氏和洛氏硬度试验，并相互轮换。 在进行试验操作前必须事先阅读并弄清布氏和洛 低硬度试验机的结构及注意事项。 按照规定的操作顺序测定试样的硬度值（ HB 和 HRC）。 注意事项 ； 1） 试样两端要平行，表面应平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测试。 2） 圆柱形试样应放在带有 “V”型槽的工作台上操作，以防试样滚动。 3） 加载时应细心操作，以免损坏压头。 4） 加预载荷（ 10kgf）时若发现阻力太大，应停止加载，立即报告，检查原因。 5） 测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。 6） 金刚钻压头系贵重物件，质硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。 7） 应根据硬度试验机使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围将不能获得。