实验一 硬度试验
一、实验目的
1.了解布氏硬度计、洛氏硬度计的构造及使用方法。
2.掌握布氏硬度值、洛氏硬度值的测定方法。
3.初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系。
二、实验概述
硬度试验设备简单,操作迅速方便,不需要专门制备试样,也不破坏被测试的工件。因此,在工业生产中,被广泛应用于产品质量的检验。此外,硬度值与其他力学械性能及某些工艺性能(如切削加工性、冷成型性等)都有一定的联系,故在产品设计图纸的技术条件中,硬度是一项主要技术指标。
目前,在测定硬度的方法中,最常用的是压人硬度法。其中以布氏硬度和洛氏硬度应用最广。它们的试验原理都是用一定几何形状的压头,在一定载荷下压入被测的金属材料的表面,根据压头被压入的程度来测定其硬度值。
1.布氏硬度
布氏硬度试验方法是将一直径为D的淬硬钢球,在规定载荷P的作用下压入被试金属表面,停留一定时间后卸除载荷。此时被试金属表面上形成一个直径为d的压痕。计算出压痕单位面积所承受的平均载荷,此即为被试金属的布氏硬度值HB。但实际试验时都是用读数显微镜测出压痕直径d,再根据d值查对照表得出所测的硬度值。
由于不同金属材料的硬度值相差很大,若仅采用一个标准的载荷和钢球直径,就有可能使整个钢球陷入被试金属,或将薄试件压穿。故在进行布氏硬度试验时,钢球直径D、施加的载荷P和载荷保持时间都应根据被测金属的种类、硬度范围和试样厚度,按表1-1所示的布氏硬度试验规范进行选择。
布氏硬度试验测出的硬度值比较准确。但它不宜测定成品或薄片金属的硬度。同时,也不能测定硬度高于HB450的金属材料,否则压头(淬硬钢球)会产生塑性变形,而降低测量的精度。
表1-1 布氏硬度试验规范
2.洛氏硬度
洛氏硬度试验方法是以一个锥顶角为120º的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的钢球为压头,在先后两次载荷(初载荷与主载荷)作用下压入被试
图1-1 布氏硬度计
图1-2 测量压痕的示意图 图1-3洛氏硬度计
金属表面,然后卸除主载荷,在保留初载荷情况下,测出由主载荷引起的塑性变形的压入深度h,再由h值确定洛氏硬度值HR。h值愈大时,被试金属的洛氏硬度值HR愈低,反之,则愈高。在实际试验时,都是由硬度计的指示器表盘上直接读出所测的硬度值。
洛氏硬度试验时,可用不同压头和不同的主载荷,组成不同的洛氏硬度标尺。最常用的是HRA、HRB、HRC三种,其中HRC适用于测量硬度值高于HB230的较硬金属,HRB适用于测量硬度值低于HB230的较软金属,HRA适用于测量硬脆的金属材料或浅层表面硬化的金属。
洛氏硬度试验操作迅速简便,且压痕较小,可以测定成品或较薄金属的硬度,故目前生产上应用广泛。
三、实验设备
1.布氏硬度
布氏硬度试验主要设备有布氏硬度计和读数显微镜。图1-1为机械式布氏硬度计。试验时将试样4放在工作台3上,按顺时针方向转动手轮2,使工作台上升至试样与压头5接触,并在手轮打滑后,再开动电动机1,压头以一定大小的载荷压入试样。停留一定时间后,待电动机关闭后,反时针方向转
动手轮,使工作台下降并取下试样。最后用读数显微镜测量压痕直径d,如图1-2所示。根据d的大小查表即可求得布氏硬度值。
2.洛氏硬度
图1-3为洛氏硬度计。试验时将试样6放在工作台5上,按顺时针方向转动手轮3,使工作台上升至试样与压头7接触,继续转动手轮,待小针对准红点,大针置于垂直向上位置试样已施加了100N的预载荷,随后转动指示盘使大针对准“0”,再按下按钮1加主载荷停留数秒钟后,批示器指针所指的读数即为所求的洛氏硬度值(HRC和HRA读C标尺,HRB读B标尺)。
动手轮,使工作台下降并取下试样。最后用读数显微镜测量压痕直径d,如图1-2所示。根据d的大小查表即可求得布氏硬度值。
2.洛氏硬度
图1-3为洛氏硬度计。试验时将试样6放在工作台5上,按顺时针方向转动手轮3,使工作台上升至试样与压头7接触,继续转动手轮,待小针对准红点,大针置于垂直向上位置试样已施加了100N的预载荷,随后转动指示盘使大针对准“0”,再按下按钮1加主载荷停留数秒钟后,批示器指针所指的读数即为所求的洛氏硬度值(HRC和HRA读C标尺,HRB读B标尺)。
四、实验材料
五、实验步骤及注意事项
1.布氏硬度
(1)清理试样表面。被测表面应是无氧化皮等污物的光洁平面,以便于准确测量压痕直径。
(2)根据试样材料及厚度,按布氏硬度试验规范选择钢球压头的直往、载荷大小及载荷保持时间。
(3)把试样放在硬度计工作台上,按布氏硬度计的操作顺序进行试验,使试样表面留下一全压痕。
(4)移动试样后重做一次试验,使试样表面又留下一个压痕。为了使试验结果精确,事相邻两压痕的中心距离应不小于压痕直径的4倍,压痕中心距试样边缘的距离不小于压痕直径的2.5倍,压痕直径d的大小应在0.25D~0.6D范围内。
(5)自工作台上取下试样,用读数显微镜在相互垂直方向上测量压痕直径,然后计算|其平均值并作好记录。
(6)根据压痕直径d,查对照表求得各试样的布氏硬度值。
2.洛氏硬度|
(1)清理试样表面。被测表面应无油脂、氧化皮、裂纹、凹坑、显著的加工痕迹以及其它外来污物。
(2)根据试样材料,选择压头及载荷。根据试样形状,选择合适的工作台。
(3)把试样放在硬度计工作台上,按洛氏硬度计的操作顺序进行试验,由指示器上读得硬度值并作好记录。
(4)移动试样,并在另一位置继续进行试验,前后共测三点。计算三次试验得出硬度值的平均值,并作好记录。
为了使试验结果精确,相邻两压痕的中心以及任一压痕中心距试样边缘的距离都不得小于3mm。
六、实验报告
实验三 铁碳合金平衡组织的显微分析
一、实验目的
1.认识铁碳合金平衡组织的特征,初步识别各种铁碳合金在平衡状态下的显微组织。
2.分析碳钢中碳的质量分数与平衡组织之间的关系。
3.巩固平衡状态下碳钢的成分、组织、性能之间关系的认识。
二、实验概述
在室温下铁碳合金的基本相为铁素体与渗碳体,不同碳的质量分数合金,在组织上差异仅是这两个基本相的相对量、形态及分布不同。
三、实验设备及试样
1.金相显微镜。
2.铁碳合金平衡状态金相试样一套。
四、实验方法与步骤
1.认真观察各种材料的显微组织,识别各显微组织的特征。
2.在显微镜下选择各种材料的显微组织的典型区域,并根据组织特征,绘出其显微组织示意图。
五、实验报告
实验记录与整理
实验报告
实验一 硬度试验
班级 姓名 学号
实验日期: 指导教师
一、实验目的
二、实验装置
三、实验结果
1.根据选用的试验规范和记录数据,填写下表。
(1)布氏硬度
(2)洛氏硬度
2.根据实验测得的硬度值,分析退火状态碳钢的含碳量与硬度间的关系,并画出其关系曲线图。
实验三 铁碳合金平衡组织的显微分析
班级 姓名 学号
实验日期: 指导教师
一、实验目的
二、实验装置
三、实验结果
第二篇:机械制造基础实验报告(1)
班级: 姓名: 学号:
实验一 跳动公差测量实验
一、实验目的
1.掌握百分表的安装及使用方法
2.理解掌握跳动公差的概念
3.掌握径向圆跳动、端面圆跳动的测量
二、实验内容
1. 百分表的安装
2. 利用百分表测量跳动公差
三、实验设备
把实验用到的设备都在这里列出来
四、实验步骤(过程)
这里简单说明一下你的实验步骤
五、实验数据及结果
这里把实验记录数据及结果列个表填进来即可
六、问题分析
如果实验中出现了什么问题,在这里讨论分析一下
思考题:
1. 百分表的零点位置对我们实验结果有影响吗?为什么?
2. 能利用百分表测量毛坯表面吗?为什么
班级: 姓名: 学号:
实验二 水平仪实验
一、实验目的
1.了解框式水平仪的工作原理
2.掌握框式水平仪的使用方法
3.掌握利用框式水平仪测水平
二、实验内容
利用框式水平仪测量某个表面是否水平
三、实验原理
这里简单说明一下框式水平仪的工作原理
四、实验设备
把实验用到的设备都在这里列出来
五、实验步骤(过程)
这里简单说明一下你的实验步骤
六、实验结果
说明你用的水平仪是否有误差?车间的大理石钳工平台是水平的吗?如果实验的时候没注意,自己有时间去车间重新测量一下
七、问题分析
如果实验中出现了什么问题,在这里讨论分析一下
思考题:
1.如何判断水平仪是否有误差?若有误差如何调整?
2.用有误差的水平仪如何判断一个表面是否水平?
班级: 姓名: 学号:
实验三 干涉显微镜的使用
一、实验目的
1.了解干涉显微镜的结构与工作原理
2.掌握干涉显微镜的使用方法
3.能过快速调出干涉带
二、实验内容
1.干涉显微镜的操作
2.利用干涉显微镜观察干涉带
三、实验原理
根据仪器说明书在这里简单总结一下
四、实验设备
把实验用到的设备都在这里列出来
五、实验步骤(过程)
这里简单说明一下你的实验步骤,本实验主要指调干涉带的步骤
六、实验现象
实验过程中你观察到了什么现象或者结果?在这里简单说明
七、问题分析
如果实验中出现了什么问题,在这里讨论分析一下