塑料球壓痕硬度試驗.doc

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1、塑料球壓痕硬度試驗(一)實驗目的　　掌握塑料球壓痕硬度試驗方法，了解球壓痕硬度計的結構原理和使用方法(二)實驗原理　　塑料球壓痕硬度試驗是把規(guī)定直徑的鋼球在試驗負荷作用下，垂直壓入試樣表面并保持一定時間后，在負荷下測量壓痕深度，并求出壓痕面積，以單位面積上承受的力(國際標準單位：N／mm2，非標準單位：kg／mm2)來表示硬度大小的試驗。壓痕深度可以在儀器的指示表盤上直接讀得，鋼球的壓入情況如圖1所示。(三)實驗儀器及試樣1．實驗儀器　　球壓痕硬度計的結構如圖２所示，主要由機架、壓頭、加荷裝置、壓痕深度、指示儀表等組成，各機構的技術要求如下。圖１　球壓

2、痕硬度試驗示意圖(1)硬度計的機架為剛性結構，在最大負荷下，沿軸線方向的變量不大于0.05mm，機架上帶有或升降的工作臺。(2)升降工作臺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面垂直，偏差不大于0．2％。(4)硬度指示值準確度為土4％。(5)壓頭為淬火拋光的鋼球，直徑為5mm，公差±0．5％以內，硬度800Hv。(6)加荷裝置包括加荷杠桿、砝碼和緩沖器，通過調配砝碼可對壓頭施加下列負荷：初負荷為：9．8N(1kg)各級負荷允許誤差均為土1％。圖２　球壓痕硬度計結構示意圖緩沖器的作用是保證壓頭對試樣平穩(wěn)無沖擊加荷。(7)壓

3、痕深度指示儀表為測量壓頭壓入深度的裝置，在0一0．5mm測量段內，精度為0．005mm。(8)計時裝置能指示試驗負荷全部加入后讀取壓痕深度的時間，計時量程不小于60s，準確度為±5％。2．實驗試樣(1)試樣的外觀應是平整、光滑、無氣泡、厚度均勻、無機械損傷及雜質等。(2)試樣尺寸50mm×50mm×4mm或φ50mm×4mm。測量時，測量點中心與試樣邊緣距離不小于10mm，各測量點中心之間的距離不小于10mm。(四)實驗步驟(1)按GB／T1039—92中的規(guī)定檢查和處理試樣，并按GB2918—82調節(jié)試驗環(huán)境。(2)檢測各負荷下機架的變形量。由于在負荷

4、下，機架也產生微量變形，從而使壓痕深度指示值大于實際壓痕深度，這樣就必須定期檢查各級負荷下機架的變形量。測定時卸下壓頭，升起工作臺位其與主軸接觸，加上初負荷，調節(jié)深度指示儀表為零，再加上試驗負荷，直接由壓痕深度指示儀表中讀取相應負荷下機架變形量h2(mm)。(3)根據材料硬度，選擇適宜的試驗負荷，裝上壓頭，并把試樣放在工作臺上、使測試表面與加荷方向垂直，無沖擊加上韌負荷后，把深度指示儀表調到零點。(4)在2一３s內將所選擇適宜的負荷平穩(wěn)加到試樣上，保持負荷30s，立即讀取壓痕深度h1(mm)。(5)必須保證壓痕深度在0．15一0．35mm的范圍內，若壓痕

5、深度不在規(guī)定范圍內，則應改變試驗負荷，使達到規(guī)定的深度范圍。(6)每組試樣不少于兩塊，測量點數不少于10點。(五)實驗結果及數據處理1.球壓痕硬度值按下式計算。式中　　H——球壓痕硬度，N／mm２F——試驗負荷、ND一一鋼球直徑，mmh一—校正機架變形后的壓痕深度，mmh＝h1—h2hl——試驗負荷下鋼球的壓入深度，mmh2——儀器在試驗負荷下機架變形量，mm2.試驗結果以一組試樣的算術平均值表示，取三位有效數字。3.標準偏差可按下式計算。式中X——單個試樣測定值——一組試樣測定結果的算術平均值n一一測定試樣個數(六)實驗報告或實驗記錄的內容??被測試材

6、料的名稱、規(guī)格、來源及生產廠家。??試樣的形狀、尺寸和制備方法。??試驗溫度、濕度、狀態(tài)調節(jié)時間及試驗負荷。??試驗次數及沒有達到規(guī)定壓痕深度范圍的測量次數。??球壓痕硬度的平均值和標準偏差。??試驗日期、試驗人員。(七)注意事項??試驗時，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面接觸良好，試驗過程中加荷應平穩(wěn)，不得有任何沖擊和振動。??安裝壓頭或更換工作臺應先預檢幾次，使儀器處于良好工作狀態(tài)，方可進行正式硬度試驗。??在施加韌負荷時，工作臺僅允許向上移動，直至初負荷施加完畢，不允許中途退回再向上移動，如上升時已超過允許偏移量，則下降

7、工作臺，檢查原因。??被測試材料的硬度，必須在儀器測量范圍內。若未知材料的硬度范圍，對負荷的選擇應由小到大，逐級增加。(八)思考題??敘述塑料球壓痕硬度試驗原理。??何謂初負荷和試驗負荷???為什么對試樣加上初負荷和試驗負荷后讀取硬度值都有時間要求?對未知硬度范圍的材料，選擇試驗負荷時為什么應從小到大逐級項試選擇?