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2.1.1、硬度試驗的概述

    金屬的硬度可以認(rèn)為是金屬材料表面在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力。硬度測量能夠給出金屬材料軟硬的數(shù)量概念。由于在金屬表面以下不同深度的材料承受的應(yīng)力和所發(fā)生的變形程度不同，因而硬度值可以綜合的反映壓痕附近局部體積內(nèi)金屬的彈性、微量塑變抗力、塑變強化能力以及大量形變抗力。硬度值越高，表明金屬抵抗塑性變形的能力越大，材料所產(chǎn)生的塑性變形就越困難。另外，硬度與其它機械性能（如強度指標(biāo)σ_b及塑性指標(biāo)Ψ和δ）之間有著一定的內(nèi)在聯(lián)系，所以從某種意義上說硬度的大小對于機械零件或工具的使用性能以及壽命具有決定性的意義。

     硬度的試驗方法有很多，在機械工業(yè)中廣泛采用壓入法來測定硬度，壓入法又可以分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。

    壓入法硬度試驗的主要特征是：

      1. 試驗時應(yīng)力狀態(tài)最軟（即最大切應(yīng)力遠遠大于最大正應(yīng)力），因而不論是塑性材料還是脆性材料均能發(fā)生塑性變形。

      2. 金屬的硬度與強度指標(biāo)之間存在如下近似的關(guān)系：σ_b＝K·HB ,

                   式中：σ_b －－－材料的抗拉強度值；

                             HB－－－布氏硬度值；

                         K－－－系數(shù)；

                   退火狀態(tài)的碳鋼 K＝0.34～0.36

                   合金調(diào)質(zhì)鋼 K＝0.33～0.35

                   有色金屬合金 K＝0.33～0.53

       3. 硬度值對材料的耐磨性、疲勞強度等性能也有定性的參考價值，通常情況下，當(dāng)硬度值越高，這些性能也就越好。在機械零件設(shè)計圖紙上對性能的技術(shù)要求，往往只是標(biāo)注硬度值，其原因就在于此。

       4. 硬度測定后由于僅在金屬表面局部體積內(nèi)產(chǎn)生很小的壓痕，并不損壞零件，因而適合于成品檢驗。

       5. 設(shè)備簡單，操作迅速方便。   

    實驗?zāi)康?/span>：主要是了解硬度測定的基本原理及應(yīng)用范圍；布氏、洛氏硬度試驗機的主要結(jié)構(gòu)和操作方法。

    實驗設(shè)備：HB－3000型布氏硬度試驗機和H－100型洛氏硬度試驗機以及相關(guān)的讀數(shù)放大鏡等儀器。

     試樣：Ф20×10毫米的45鋼的淬火和調(diào)質(zhì)狀態(tài)，Ф20×10毫米的硬鋁。

     下圖2-1和圖2-2分別是HB－3000型布氏硬度試驗機、H－100型洛氏硬度試驗機的實物圖。

2.1.2、注意事項

     1. 試樣兩端要平行，表面要平整，若有油污或氧化皮，可用砂紙打磨，以免影響測試。

     2. 圓柱型試樣應(yīng)放在帶有“V”型槽的工作臺上操作，以免試樣滾動。

     3. 加載時應(yīng)細(xì)心操作，以免損壞壓頭。

     4. 加預(yù)載荷（10kgf）時，若發(fā)現(xiàn)阻力太大，應(yīng)停止加載，立即報告，檢查原因。

     5. 測定硬度值，卸掉載荷后，必須使壓頭完全離開試樣后再取下試樣。

     6. 金剛鉆壓頭系貴重物件，質(zhì)硬而脆，使用時要小心謹(jǐn)慎，嚴(yán)禁與試樣或其它物體碰撞。