一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握塑料球壓痕硬度試驗(yàn)方法，了解球壓痕硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)\ 原理和使用方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 塑料球壓痕硬度試驗(yàn)是把規(guī)定直徑的鋼球在試驗(yàn)負(fù)荷作用下，垂直壓入試樣表面并保持一定時(shí)間后，在負(fù)荷下測(cè)量壓痕深度，并求出壓痕面積，以單位面積上承受的力 標(biāo)準(zhǔn)單位：N ／mm2 ，非標(biāo)準(zhǔn)單位：kg ／ mm2 來(lái)表示硬度大小的試驗(yàn)。壓痕深度可以在儀器的指示表盤(pán)上直接讀得，鋼球的壓入情況如圖1 所示。 三、實(shí)驗(yàn)儀器及試樣 1．實(shí)驗(yàn)儀器 球壓痕硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖２所示，主要由機(jī)架、壓頭、加荷裝置、壓痕深度、指示儀表等組成，各機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求如下。 圖１ 球壓痕硬度試驗(yàn)示意圖 1 硬度計(jì)的機(jī)架為剛性結(jié)構(gòu)，在大負(fù)荷下，沿軸線方向的變量不大于0.05mm ，機(jī)架上帶有或升降的工作臺(tái)。 2 升降工作臺(tái)的中心軸線與壓頭主軸線的同軸度不大于0 ．2mm 。 3 主軸線與升降工作臺(tái)面垂直，偏差不大于0 ．2 ％。 4 硬度指示值準(zhǔn)確度為土4 ％。 5 壓頭為淬火拋光的鋼球，直徑為5mm ，公差±0 ．5 ％以內(nèi)，硬度800Hv 。 6 加荷裝置包括加荷杠桿、砝碼和緩沖器，通過(guò)調(diào)配砝碼可對(duì)壓頭施加下列負(fù)荷： 初負(fù)荷為：9 ．8N1kg 各級(jí)負(fù)荷允許誤差均為土1 ％。 圖２ 球壓痕硬度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 緩沖器的作用是保證壓頭對(duì)試樣平穩(wěn)無(wú)沖擊加荷。 7 壓痕深度指示儀表為測(cè)量壓頭壓入深度的裝置，在0 一0 ．5mm 測(cè)量段內(nèi)，精度為0 ．005mm 。 8 計(jì)時(shí)裝置能指示試驗(yàn)負(fù)荷全部加入后讀取壓痕深度的時(shí)間，計(jì)時(shí)量程不小于60s ，準(zhǔn)確度為±5 ％。 2．實(shí)驗(yàn)試樣 1 試樣的外觀應(yīng)是平整、光滑、無(wú)氣泡、厚度均勻、無(wú)機(jī)械損傷及雜質(zhì)等。 2 試樣尺寸50mm×50mm × 4mm 或φ50mm×4mm 。測(cè)量時(shí)，測(cè)量點(diǎn)中心與試樣邊緣距離不小于10mm ，各測(cè)量點(diǎn)中心之間的距離不小于10mm 。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1 按GB ／T1039—92 中的規(guī)定檢查和處理試樣，并按GB2918 — 82 調(diào)節(jié)試驗(yàn)環(huán)境。 2 檢測(cè)各負(fù)荷下機(jī)架的變形量。由于在負(fù)荷下，機(jī)架也產(chǎn)生微量變形，從而使壓痕深度指示值大于實(shí)際壓痕深度，這樣就必須定期檢查各級(jí)負(fù)荷下機(jī)架的變形量。測(cè)定時(shí)卸下壓頭，升起工作臺(tái)位其與主軸接觸，加上初負(fù)荷，調(diào)節(jié)深度指示儀表為零，再加上試驗(yàn)負(fù)荷，直接由壓痕深度指示儀表中讀取相應(yīng)負(fù)荷下機(jī)架變形量h 2 mm 。 3 根據(jù)材料硬度，選擇適宜的試驗(yàn)負(fù)荷，裝上壓頭，并把試樣放在工作臺(tái)上、使測(cè)試表面與加荷方向垂直，無(wú)沖擊加上韌負(fù)荷后，把深度指示儀表調(diào)到零點(diǎn)。 4 在2 一３s 內(nèi)將所選擇適宜的負(fù)荷平穩(wěn)加到試樣上，保持負(fù)荷30s ，立即讀取壓痕深度h1mm 。 5 必須保證壓痕深度在0 ．15 一0 ．35mm 的范圍內(nèi)，若壓痕深度不在規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)改變?cè)囼?yàn)負(fù)荷，使達(dá)到規(guī)定的深度范圍。 6 每組試樣不少于兩塊，測(cè)量點(diǎn)數(shù)不少于10 點(diǎn)。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 1. 球壓痕硬度值按下式計(jì)算。 式中 H——球壓痕硬度，N ／mm ２ F——試驗(yàn)負(fù)荷、N D一一鋼球直徑，mm h一—校正機(jī)架變形后的壓痕深度，mm h＝h 1—h2 hl——試驗(yàn)負(fù)荷下鋼球的壓入深度，mm h2——儀器在試驗(yàn)負(fù)荷下機(jī)架變形量，mm 2. 試驗(yàn)結(jié)果以一組試樣的算術(shù)平均值表示，取三位有效數(shù)字。 3. 標(biāo)準(zhǔn)偏差可按下式計(jì)算。 式中X——單個(gè)試樣測(cè)定值 ——一組試樣測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值 n一一測(cè)定試樣個(gè)數(shù) 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)記錄的內(nèi)容 • 被測(cè)試材料的名稱、規(guī)格、來(lái)源及生產(chǎn)廠家。 • 試樣的形狀、尺寸和制備方法。 • 試驗(yàn)溫度、濕度、狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間及試驗(yàn)負(fù)荷。 • 試驗(yàn)次數(shù)及沒(méi)有達(dá)到規(guī)定壓痕深度范圍的測(cè)量次數(shù)。 • 球壓痕硬度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 • 試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員。 七、注意事項(xiàng) • 試驗(yàn)時(shí)，必須保證所施加作用力與試樣表面垂直，試樣支承面必須與工作臺(tái)面接觸良好，試驗(yàn)過(guò)程中加荷應(yīng)平穩(wěn)，不得有任何沖擊和振動(dòng)。 • 安裝壓頭或更換工作臺(tái)應(yīng)先預(yù)檢幾次，使儀器處于良好工作狀態(tài)，方可進(jìn)行正式硬度試驗(yàn)。 • 在施加韌負(fù)荷時(shí)，工作臺(tái)僅允許向上移動(dòng)，直至初負(fù)荷施加完畢，不允許中途退回再向上移動(dòng)，如上升時(shí)已超過(guò)允許偏移量，則下降工作臺(tái)，檢查原因。 • 被測(cè)試材料的硬度，必須在儀器測(cè)量范圍內(nèi)。若未知材料的硬度范圍，對(duì)負(fù)荷的選擇應(yīng)由小到大，逐級(jí)增加。 八、思考題 • 敘述原理。 • 何謂初負(fù)荷和試驗(yàn)負(fù)荷? • 為什么對(duì)試樣加上初負(fù)荷和試驗(yàn)負(fù)荷后讀取硬度值都有時(shí)間要求? 對(duì)未知硬度范圍的材料，選擇試驗(yàn)負(fù)荷時(shí)為什么應(yīng)從小到大逐級(jí)項(xiàng)試選擇? | 
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