上海交通大学：《材料综合实验》课程教学学课件（讲稿）硬度教学

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硬 度 试 验 周伟敏

上游充通大率 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 硬度试验方法 硬度试验方法有十几种，但基本可分为压入法和刻划法两大类： 压入法（0>2，较软应力状态) ·静载压入法 √布氏硬度； √洛氏硬度； √维氏硬度；等等。 ● 动载压入法 √肖氏硬度；等等。 刻划法 ● 莫氏硬度，等等。 及

硬度试验方法 硬度试验方法有十几种，但基本可分为压入法和刻划法两大类： • 压入法（α＞2，较软应力状态） • 静载压入法 布氏硬度； 洛氏硬度； 维氏硬度；等等。 • 动载压入法 肖氏硬度；等等。 刻划法 • 莫氏硬度，等等

上游充通大率 参考资料 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 1.材料性能学张帆著上海交通大学出版社 2.GBT231.1-2009金属材料布氏硬度试验第一部分：试 验方法 3.GBT230.1-2009金属材料洛氏硬度试验第一部分：试 验方法 4.GBT231.1-2009金属材料维氏硬度试验第一部分：试 验方法

参考资料 1.材料性能学 张帆著 上海交通大学出版社 2. GBT 231.1-2009 金属材料布氏硬度试验 第一部分：试 验方法 3. GBT 230.1-2009 金属材料洛氏硬度试验 第一部分：试 验方法 4. GBT 231.1-2009 金属材料维氏硬度试验 第一部分：试 验方法

上游充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 硬度是材料力学性能中最常用的一个性能指标 硬度检测是最迅速、最经济的一种试验方法 “硬度”所表示的不是一个确定的物理量，常被认为是：材料抵抗 弹性变形、塑性变形或破坏的能力 对压入法来说，硬度是材料在一定条件下抵抗另一本身不发生残余 变形物体压入的能力

硬度是材料力学性能中最常用的一个性能指标 硬度检测是最迅速、最经济的一种试验方法 “硬度”所表示的不是一个确定的物理量，常被认为是：材料抵抗 弹性变形、塑性变形或破坏的能力 对压入法来说，硬度是材料在一定条件下抵抗另一本身不发生残余 变形物体压入的能力

7三 上浒充通大率 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 硬度试验是理化分析、材料检验及研究的重要手段 试验设备简单，操作方便、快捷，故被广泛用于检验经热处理工件 的质量和进行材料研究； 可视为无损检测方法，故可对大多数机件成品直接进行检验，无需 专门加工试样。因此，硬度试验已成为产品质量检验、制定合理工 艺等重要试验方法之一； 对于金属材料而言，硬度与其它力学性能特别是抗拉强度等有一定 关系，故可用测硬度的方法来近似估算材料强度

硬度试验是理化分析、材料检验及研究的重要手段 试验设备简单，操作方便、快捷，故被广泛用于检验经热处理工件 的质量和进行材料研究； 可视为无损检测方法，故可对大多数机件成品直接进行检验，无需 专门加工试样。因此，硬度试验已成为产品质量检验、制定合理工 艺等重要试验方法之一； 对于金属材料而言，硬度与其它力学性能特别是抗拉强度等有一定 关系，故可用测硬度的方法来近似估算材料强度

上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 1、布氏硬度 D d D 试件 布氏硬度测试示意图 1后

1、布氏硬度

上游充通大￥ 布氏硬度 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 以一定大小的载荷P将直径为D的球形压头压入试样表面 ,经规定保持时间后卸除载荷，根据压痕的表面积A,计 算单位面积上所承受的载荷来表征硬度 D HB= P P A πDh D 1D2-d2 0.102×2P HB= πDD2-VD2-d 试件 布氏硬度测试示意图

布氏硬度 以一定大小的载荷P将直径为D的球形压头压入试样表面 ，经规定保持时间后卸除载荷，根据压痕的表面积A，计 算单位面积上所承受的载荷来表征硬度 Dh P A P HB    2 2 2 1 2 D d D h      2 2 2 0.102 2 D D D d P HB     

上浒充通大学 压痕几何相似◆ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 由于材料有硬软，工件有厚薄，故试验时常采用不同的载荷或钢球 直径 同一种材料制成的工件在两组不同P-D的组合下的压痕几何，要想两者的硬 度值相同，保证二者压痕的几何形状相似，也即保证压入角限制在 28一74)范围内相等。 图 F2 d Dsin 2 P 2 HB D2 P P 图2-18压痕相似原理 D D =…=常数

压痕几何相似 由于材料有硬软，工件有厚薄，故试验时常采用不同的载荷或钢球 直径 同一种材料制成的工件在两组不同P -D的组合下的压痕几何，要想两者的硬 度值相同，保证二者压痕的几何形状相似，也即保证压入角φ(限制在 28~74)范围内相等。 2 sin  d  D            2 1 1 sin 2 2 2   D P HB  2  常数 2 2 2 1 1 D P D P

上游充通大 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 7 下一步 退出 图示布氏硬度测量动画教学示意图 1日后

上游充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 大量试验表明， 上述相似性原理只有在压痕满足0.24Dsd$0.6D的条 件下才成立 国家标准规定了三种P/D2的值：30、10、2.5，可 根据材料及工件厚度选取

大量试验表明， 上述相似性原理只有在压痕满足0.24D≤d≤0.6D的条 件下才成立 国家标准规定了三种P/D2的值：30、10、2.5，可 根据材料及工件厚度选取