焊接接頭的硬度測定
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發(fā)布日期：[2013-11-27] 共閱[2185]次 |
一，實驗?zāi)康?br /> 1,了解布氏，洛氏硬度計的構(gòu)造及使用方法。
2,掌握布氏硬度值及洛氏硬度值的測定方法。
3,了解焊接接頭三個區(qū)域即焊縫，熱影響區(qū)，母材的硬度差別。
二，實驗原理
硬度是指材料在另一較硬的物體壓入表面抵抗塑性變形的一種能力，是重要的力學性能指標之一。與其它力學性能相比，硬度實驗簡單易行，又無損于工件，因此在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。常用的硬度實驗有布氏硬度和洛氏硬度試驗法。
（一）布氏硬度試驗
（1）原理：用載荷P把直徑為D的淬火鋼球壓人試件表面，并保持一定時間，而后卸除載荷，測量鋼球在試樣表面上所壓出的壓痕直徑d,從而計算出壓痕球面積A,然后再計算出單位面積所受的力（P/A值），用此數(shù)字表示試件的硬度值，即為布氏硬度，用符號HB表示。設(shè)壓痕深度為h,則壓痕的球面積為：
A=πDh=πd
式中 P——施加的載荷，kg;
D——壓頭（鋼球）直徑 mm;
A——壓痕面積，mm2;
d——壓痕直徑，mm.
但實驗時，是根據(jù)d值查表求硬度值。
圖1 HB-3000型布氏硬度計結(jié)構(gòu)圖
1.電源開關(guān)；2.加力指示燈；3.電源指示燈；4.加力開關(guān)；5.壓緊螺釘；6.圓盤；7.減速器；
8.曲柄；9.換向開關(guān)；10. 砝碼；11.連桿；12.大杠桿；13.吊環(huán)；14.機體；15.小杠桿；16.彈簧；17.；18.主軸襯；19.搖桿；20.壓頭；21.可更換工作臺；22.工作臺立柱；23.螺桿；24.升降手輪；25.螺母；26.套筒；27.電動機
（2）測試： 布氏硬度試驗是在布氏硬度試驗機（圖1）上進行。當F/ D2的比值保持一定時，能使同一材料所的布氏硬度值相同，不同材料的硬度值可以比較。故在進行布氏硬度試驗時，應(yīng)根據(jù)材料和布氏硬度值范圍選擇F/ D2的值。后用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕直徑 d.根據(jù)d查表求得布氏硬度值。
（二）洛氏硬度試驗
（1）原理：洛氏硬度試驗是用特殊的壓頭（金剛石壓頭或鋼球壓頭）在先后施加的兩個載荷（預(yù)載荷和總載荷）的作用下壓入金屬表面來進行的?？傒d荷P為預(yù)載荷P0和主要載荷P1之和，即
P= P0+ P1
洛氏硬度值是施加總載荷P并卸除主載荷P1引起的殘余壓入深度e來計算。h0表示在預(yù)載荷P0作用下，壓頭壓入被試材料的深度；h1表示施加總載荷P并卸除主載荷P1,但仍保留預(yù)載荷P0時，壓頭壓入被試材料的深度。
深度差e= h1+ h0,該值用來表示被測材料硬度的高低。在實際應(yīng)用中，為了使硬材料測出的硬度值比軟材料的硬度值高，并符合一般的習慣，將被測材料的硬度值用公式加以適當變換，即
HR=K-（h1-h0）/C
試中 K――常數(shù)，其值在采用金剛石壓頭時為0.2,采用鋼球壓頭時為0.26;
C——常數(shù)，代表指示器讀數(shù)盤每一刻度相當于壓頭壓入被測材料的深度，其值為0.002mm;
HR——標注洛氏硬度的符號，當采用金剛石壓頭及150 kg的總載荷時應(yīng)標注HRC,當采用鋼球壓頭及100kg,總載荷試驗時，則應(yīng)標注HRB.
HR值為一無名數(shù)，測量時可直接由硬度計表盤讀出，表盤上有紅、黑兩種刻度，紅線刻度的30和黑線刻度的0相重合。
（2）測試： 洛氏硬度試驗是將頂角為 120°金剛石圓錐體或直徑為1.588mm的淬火鋼球壓頭，在一定載荷F作用下壓入被測金屬表面，保持一定時間后卸掉載荷。根據(jù)壓痕的深度h確定被測金屬的硬度值。根據(jù)所加的載荷和壓頭不同，洛氏硬度值有三種標度：HRA,HRB,HRC.
圖2 洛氏硬度計結(jié)構(gòu)圖
1. 指示器；2.加載手柄；3.緩沖器；4.砝碼座；5, 6.砝碼；7.吊桿；
8.吊套；9.機體；10. 加載杠桿；11.頂桿；12.刻度盤；13.主軸；
14.壓頭；15.試樣；16.工作臺；17.升降絲杠；18.手輪
洛氏硬度試驗是在洛氏硬度機上進行，如圖2所示。
三，實驗步驟
（一）試樣準備
將對接接頭如圖3制備試樣，按圖中所示逐個點進行檢測；
圖3 焊接接頭硬度測試試樣
（二）布氏硬度試驗
1,清理試樣表面，并根據(jù)試樣的材料，厚度和硬度范圍選擇鋼球壓頭直徑D,載荷F及保載時間。
2,放在硬度計工作臺上，按布氏硬度計的操作規(guī)程進行試驗，在試樣表面產(chǎn)生一個壓痕。移動試樣重做一次試驗，產(chǎn)生第二個壓痕。
3,取下試樣，用讀數(shù)顯微鏡在相互垂直方向上測量壓痕直徑d,并根據(jù)d查表求出試樣的布氏硬度值。 |
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