1、通過本實驗要求掌握布氏、洛氏、維氏硬度試驗方法，能獨立進行操作；
2、熟悉布氏、洛氏及維氏硬度計的結構原理及特點。
式中p ：負荷(公斤)；f：壓痕球面面積(f=πdh)；h：壓痕球面深度；d：壓痕直徑(公釐)；d：鋼球直徑(公釐)；ψ：壓入角。
國家標準gb231－84中規定，布氏硬度試驗用的球體直徑有10、5、2.5、2和1mm五種；p/d2的比值30、15、10、5、2.5、1.
25和1七種。根據金屬材料的種類及布氏硬度範圍，按照表1選定p/d2值。
當壓頭為淬火鋼球時，其符號為hbs(適用於布氏硬度值在450以下的材料)，當壓頭為硬度合金球時，其符號為hbw(適用於布氏硬度值為450～650的材料)。符號hbs或hbw之前為硬度值，符號後面的數值依次表示球體直徑、載荷大小及載荷保持時間，用以表示試驗條件(保持時間10～15s的，可不標註)。例如，當用10mm 淬火鋼球在9.
81kn(1000kgf)載荷作用下保持30s 測得的布氏硬度為150時，可寫成150hbs10/1000-30。
表1 布氏硬度試驗的p/d2值的選擇
試件要求及注意事項：
1、試件上下平面要平行，光潔度要好；
2、實驗前了解試件的材料和硬度值範圍，布氏硬度僅適宜於測定hb≤450的較軟材料的硬度，如鑄鐵件，退火、正火、調質狀態的鋼件；
3、按表i選擇好負荷p，鋼球直徑d及載荷保持時間；
4、試件上兩壓痕距離應大於2d。壓痕至試件邊緣距離應大於d；
5、試驗後的壓痕直徑d應在0.25d＜d＜0.6d範圍內，否則試驗結果無效；
6、用直徑為10公釐或5公釐的鋼球進行試驗時，壓痕直徑的測量，精確到0.02公釐，用2.5公釐鋼球則精確到0.01公釐。
7、應測壓痕兩個垂直方向的d，取平均值，壓痕兩直徑之差不超過較小直徑的2%。
8、hb值大於100的取整數，10～100的取一位小數，小於10的取兩位小數。
洛氏硬度試驗是用頂面角為120°的金剛石圓錐體或直徑為1/16寸的鋼球做壓頭，根據壓痕深度來表示其硬度的高低的一種硬度試驗，試驗時先後兩次加負荷，初負荷p0=98.1n(10kgf)，總負荷p見下表規定：
表2 常用hrc、hrb、hra試驗規範
在預載荷p0與主載荷p1的作用下，壓頭壓入試件，總載荷為p=p0 ＋p1，總載荷作用終了後即卸除主載荷p1， 保留預載荷下的壓入深度h，h與預載荷作用下的壓入深度h0之差就可以表示洛氏硬度，公式如下：；；
；(一)試件要求及注意事項：
1、試件要求光潔；
2、了解試件的材料及硬度範圍，按表2選擇合適的硬度標度；
3、安裝和卸下金剛石時要小心，防止丟落。試件接觸金剛石時要緩慢，以免損壞或脆斷金剛石。
(二)洛氏硬度計及操作：
本試驗所用的是hb—150—a型洛氏硬度計，它也是利用槓桿加荷的。如圖四，操作步驟如下：
1、在加荷杆4下裝上選定的壓頭1，搖動手柄11到「卸荷」位置，這時推桿6上公升，頂起槓桿5，使砝碼8不起荷作用；
2、在砝碼台上放上所需負荷的砝碼8；置試件於載物台13上；
3、轉動手輪12，公升起載物台，使壓頭緩慢壓入試件，此時指示表2的指標15開始沿順時針方向轉動。使壓頭繼續壓試樣，直至短針14指到紅點為止，此時試件被加上了10公斤的預負荷；
4、轉動指示表的外環，使長針15對準字母c處；
5、搖動手柄11至「加荷」位置，此時杆6下降，主負荷8通過槓桿5，加荷杆4加到壓頭上。當壓頭壓入試件時，長針15沿逆時針方向轉動，直至手柄11停止動作為止；
6、緩慢搖動手柄11至「卸荷」位置，卸下主負荷。此時長針15沿順時針方向轉動(表示彈性變形的恢復)，待靜止時，長針15所指示的數字即為所測定的洛氏硬氏值；
7、轉動輪11卸下預載荷，取下試件。
(三)記錄及結果整理：
維氏硬度試驗是用相對兩面成136°角的金剛石正四稜錐作為壓頭，一般所採用的負荷為49.1(5)、98.1(10)、196.
2(20)、294.3(30)、490.5(50)、981(100)、n(kgf)等六種測量壓痕對角線長度d1、d2，取平均值d後，按下式計算或是查表得出維氏硬度值，用hv表示。
圖五 (當載荷單位為kgf時)
(當載荷單位為n時)
(一)試件要求及注意事項：
1、由於維氏硬度試驗中，壓痕微小而又需測量其對角線長度，故要求試樣表面要特別光潔，平滑，最好按金相樣品的要求備樣；
2、了解試件材料、硬度值範圍及測定層的厚度，按表3選擇負荷，選荷的基本原則是：硬度愈高，測定層愈厚則選取的負荷就愈大。常用負荷有5，20，30，50kgf。
在規範內盡可能選取大負荷，使壓痕較大，可減少測量上的誤差。但試驗硬度大於hv500的材料時，所加負荷不可大於50kg，以免損壞壓頭。對於0.
05mm左右的氮化層或0.05～0.10mm的滲炭層以5kgf負荷為宜。
試樣厚度不應小於壓痕d的1.5倍。
3、壓痕中心距及壓痕與試件邊緣距離要求：黑色金屬大於2.5d，有色金屬大於5d。
4、d的測量精度：d≤0.2公釐時，允許測量誤差為±0.001公釐，d＞0.2公釐時，允許測量誤差為±0.5%。
表3 維氏硬度試驗規範
(二)維氏硬度計及操作：
本試驗所用的維氏硬度計有兩種：hpc－250型b－v兩用硬度計和hva－10a型低負荷維氏硬度計，它們均由加荷系統，光學系統及測微系統三大部分組成。現分別敘述操作方法：
1、hpc－250型b－v兩用硬度計：(如圖六所示)
1)接通電流開關7，燈光投影器6發出閃亮；
2)根據需要的負荷，按下相應的負荷按鈕1；
3)向右轉動手輪3，並使放置在載物台4上的試件上公升至試件的表面能清晰地顯示在聚焦屏8上為止；
4)按下按鈕2，物鏡就自動轉離開，而壓頭5則轉到與試件垂直的方向並自動對試件加荷。一般加荷時間為15秒左右；
5)加荷完畢壓下手杆 ，卸除負荷，物鏡9又重新恢復到垂直方向，硬度壓痕則被投射到聚焦屏8上，準備測量；
6)利用機頭上的測微計測量對角線長度。測微計刻度標定為：刻度盤上每一格為0.1公釐，每一小格為0.01公釐，鼓輪每一小格為0.001公釐(注：此種標定物鏡為10倍)
2、hva－10a型低負標維氏硬度計(圖七)：
1)將已選好的砝碼2加到主軸1上，接通電源開關8，綠燈7亮；
2)向左轉動公升降體6到定位點；
3)旋轉手輪4使試件3上公升至與壓頭保持帽9壓緊；
4)向後推動加荷手把5使負荷加到試樣上；
5)從保荷指示燈(紅燈)7亮開始計算保荷時間，當保荷時間一後，前拉加荷手把5解除安裝；
6)反向旋轉手輪4，使試件下降離開壓頭保護帽；
7)向右轉動公升降體6至定位點，則測微物鏡與壓痕對準；
8)微動手輪進行調焦並測定結果，採用10倍物鏡時，刻線筒上每小格數值為0.001公釐。
1、了解顯微硬度計的結構；
2、學會測定顯微硬度的方法。
顯微硬度計同洛氏和布氏硬度計一樣，是用壓頭壓入待測物，產生一壓痕，根據壓痕大小或深度和載荷值算出硬度值。但洛氏和布氏硬度測得的硬度值是組成物或相的平均值，而顯微硬度測的是某一相的硬度值，所以顯微硬度是鑑定物相的重要依據之一。
因為顯微硬度的壓痕很小，所以必須在顯微鏡下選擇目標物並測定壓痕的大小，因而顯微硬度計基本上是由顯微鏡和載入裝置兩大部分組成。顯微鏡部分基本同於普通金相顯微鏡，主要區別是：(1)帶螺旋式測微目鏡；(2)載物台旋轉中心和平移位置可調。
顯微硬度計的載入裝置有氣動載入、油壓載入或砝碼載入等。有的還可調節載入速度。現以國產hx—500型顯微硬度計為例進行討論。
hx—500型顯微硬度計的結構如圖9—1所示。
(1)顯微鏡部分：由物鏡、螺旋測微目鏡、載物台、調節裝置和照明裝置組成。現對螺旋測微目鏡和載物台兩大部分加以討論。
螺旋測微目鏡：其結構如圖9—2所示。內有可移動的玻璃塊，其上刻有「＋」字線。
可移動的玻璃塊與讀數鼓輪相聯。轉動讀數鼓輪，則＋字線隨之移動，移動的距離可由讀數鼓輪測出。讀數鼓輪旋轉一周，則帶動＋字線移動1mm。
載物台：載物台分上、中、下三層，上層載物台可在中層載物台上前後左右移動，以便確定需測硬度的部位。中載物台可在**物台上沿滑槽移動。
**物台可旋轉。除錯好以後，中、**物台千萬別再移動或轉動，只有上載物台可移動。
圖1 hx—500型顯微硬度計
瞄準壓痕右端，讀數為5.345 瞄準壓痕左端，讀數為2.675
圖9—2 螺旋測微目鏡示意圖
(2)載入裝置：包括金剛錐壓頭、載荷變換裝置，載荷有五種：10克、25克、50克、100克和200克。
所加載荷可顯示在加荷窗內，旋轉數碼盤可選擇載荷保持時間。扳動載入解除安裝拖柄，可加解除安裝，由指示燈可知載荷是否加上，以及保持時間是否達到，以便到時解除安裝。
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