工程材料实验指导手册

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1、《工程材料》实验1、硬度试验（1）布氏硬度试验【布氏硬度计】TH－600型布氏硬度计的构造如图1所示。它主要由机体、可更换工作台6、大杠杆16、小杠杆l、压轴3、减速器13、换向开关14等部件组成。工作台机构机体下部安装套筒11，套筒内装有螺杆8，在螺杆上部是工作台立柱7。立柱上安装可更换工作台6，旋转手轮9，通过螺母l0可使螺杆带动工作台上下垂直移动。图1TH－600型布氏硬度试验机简图l-小杠杆；2-弹簧；3-压轴；4-主轴衬套；5-压头；6-可更换工作台；7-工作台立柱；8-螺杆；9-升降手轮；10螺母；11-套筒；12-电动机；13-减速器；14-换向开关；15-砝码；16-

2、大杠杆；17-吊环；18-机体；19-电源开关；杠杆机构它由大杠杆16、吊环17、小杠杆1和压轴3等组成。载荷是由砝码15通过大杠杆16、吊环17、小杠杆l和压轴3、主轴衬套4、压头5等部件的作用，将钢球压人试样表面。加载或卸载是由电动机12通过减速器13和一组连杆机构来实现的。压轴机构它是由弹簧2．压轴3和主轴衬套4等部件组成。弹簧在非工作状态时是将主轴衬套压靠在锥形座内，使压轴紧靠在小杠杆中间的刀刃支架上，从而保持压轴的准确位置。【试样的技术条件】1．试样的试验面，应制成光滑平面，不应有氧化皮及污物。试验面应能保证压痕直径能精确测量，试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。2

3、．在试样制备过程中，应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。3．布氏硬度试样厚度至少应为压痕深度的l0倍。4．试验温度一般在10～35oC范围内。【实验操作步骤】1．根据材料和布氏硬度范围由第1章表1-2选择F／D2值，确定压头直径，载荷及载荷的保持时间。2．将压头5装在主轴衬套4内，先暂时将压头固定螺钉轻轻地旋压在压头杆扁平处。3．将试样和工作台6的台面揩擦干净，将试样稳固地放在工作台上，然后按顺时针方向转动工作台升降手轮9使工作台缓慢上升，并使压头与试样接触，直到手轮与升降螺母l0产生相对滑动（打滑）时为止，接着再将压头固定螺钉旋紧。此时按“开始”键，试验开始自动进行，依

4、次自动完成以下过程：试验力加载（加载指示灯亮）；试验力完全加上后开始按设定的保持时间倒计时，保持该试验力（保持指示灯亮）；时间到后立即开始卸载（卸载指示灯亮），完成卸载后恢复初始状态（电源指示灯亮）。（钢铁材料试验载荷的保持时间为10～15秒；非铁金属为30秒；布氏硬度小于35时为60秒。）4．检验并确定试验结果逆时针转动手轮，样品台下降，取下试样，用读数显微镜测量试样表面在两个垂直方向测出压痕直径d1和d2的数值，取平均值。然后根据压痕平均直径按附录1中的公式计算或按附录2查表确定硬度值。本硬度计所带读数显微镜为20倍，鼓轮最小刻度值为0.01mm，使用时应合理利用光源。测量较小压

5、痕直径时，也可以应用其它更大放大倍数的读数装置以提高读数准确度。5.关机卸除全部试验力，关闭电源开关。若长期不用，拔除电源连线；取下压头、砝码等，妥善存放。【实验注意事项】1．试样压痕平均直径d应在0.25D～0.6D之间，否则无效，应换用其他载荷做实验。2．压痕中心距试样边缘距离不应小于压痕平均直径的2.5倍，两相邻压痕中心距离不应小于压痕平均直径的4倍，布氏硬度小于35时，上述距离应分别为压痕平均直径的3倍和6倍。（2）洛氏硬度实验【洛氏硬度计】常用的TH－301型硬度计的简单构造如图2所示。TH-301型硬度计是由机架、加载机构、测量指示机构及工作台升降机构等主要部分组成。图2

6、TH－301型洛氏硬度试验机简图1-调整块；2·顶杆；3-调整螺钉；4-表盘；5-按钮；6-紧固螺母；7-试样；8-工作台；9-手轮；10-放油螺钉；11-操纵手柄；12-砝码座；13-油针；14、15-磁码；16-吊杆；17-吊套；18-指示器加载机构由压头、主轴系统、加载杠杆、砝码、缓冲器、连杆和操纵手柄等组成。硬度计初载荷98N(10kgf)是由主轴、加载杠杆、吊杆16等零件的重量以及指示器18的测量载荷和指示杠杆对主轴的作用载荷等共同组成。顺时针方向旋转手轮9，升起工作台8使试样与压头接触直到指示器小指针指于红点，即表示初载荷已加上。总载荷是由初载荷和通过加载杠杆放大后的砝码

7、作用载荷(即主载荷)共同组成。在缓冲器的托盘上放置一组砝码，当缓冲器活塞下降时，砝码也随同下降，砝码的重量便作用于加载杠杆上，于是压头就受到总载荷的作用。若选用不同数量的砝码，便可获得三种不同大小的总载荷。缓冲器的作用是为了缓慢地施加主载荷，以防止产生冲击现象。操纵手柄11专作为主载荷的施加或卸除用，当手柄向后推倒时，主载荷便借助缓冲器缓慢平稳地施加在压头上，当手柄向前扳回时，主载荷砝码被托盘托起而被卸载。但98N初载荷仍作用在压头上。测量指示机构由顶杆2