一、实验目的
①巩固硬度及硬度测定的相关知识。
②加深对硬度测定的理解。
③掌握XHB⁃3000数显布氏硬度计和HRS⁃150数显洛氏硬度计的结构及操作使用。
④掌握硬度的测定方法和数据处理方法。
二、实验设备
1.XHB⁃3000数显布氏硬度计
此硬度计适用于黑色金属、有色金属的布氏硬度测定,采用电子自动加荷、计算机软件编程、高倍率光学测量、光电传感等系统。
①总试验力:612.5,980,1225N3种。
②硬度测量范围:8~650HBW(硬质合金钢球)。
③试件最大高度:220mm。
仪器操作面板如图5.1所示。
图5.1 仪器操作面板
在仪器面板中,各按键的功能介绍如下:
①SAVE键:储存文件。
②DEL键:删除当前数据及当前页面。
③TAB⁃A键:试验力与压头选择页面,该页面中可以按上下左右方向选择所需的试验力压头,如图5.2所示;确认键退出并返回主页面,如图5.3所示。
图5.2 试验力与压头选择界面
图5.3 仪器主页面
④TAB⁃B键:数据存储页面。 包含NO表示次数;D表示D1,D2平均值;HB表示硬度值,如图5.4所示。
⑤EXIT键:系统退出键。 正常关机时,先按此键,然后关机。
⑥CLR⁃D键:对零键。 测微目镜上用于测量压痕的两刻线置零。
⑦CLR⁃F键:清零键。 当试验力全部卸除后,力值显示还有余值,用该键清零。
⑧PRT键:打印和串口送数键。
⑨L+键:使光源亮度增强。
⑩L-键:使光源亮度减弱。
⑪STOP键:紧急停止/显示原始数据。
⑫OK/ESC键:在TAB⁃A或TAB⁃B页面时,按此键可以退出并返回主页面。 在主页面时,按此键,光标将会在Dwell,Light,Change,Time处闪烁,此键按方向键可以进行状态选择或参数设置。
图5.4 TAB⁃B页面
2.HRS⁃150数显洛氏硬度计
该硬度计是一种普及型的手动洛氏硬度试验机,适用于黑色金属、有色金属和非金属材料的硬度测定,硬度示值读数方式:数码管显示,该仪器的结构如图5.5所示。
初试验力(N):98;总试验力(N):588\980\1471;总试验力保荷时间(s):1~60;试件硬度值为HRA:20⁃88,HRB:20⁃100,HRC:20⁃70。
图5.5 数显洛氏硬度计结构图
1—显示屏;2—操作面板;3—压头固定螺钉;4—压头;5—试台;6—升降丝杆;7—旋轮;8—上盖;9—后盖;10—打印机;11—变荷手轮;12—开关;13—RS⁃232插口;14—电源线及保险丝;15—水平调节螺钉
接通电源后,打开开关,主屏幕出现工作界面,如图5.6所示。
在仪器面板中,各按键的功能介绍如下:
①REVI键:修改键。 弹出修改项目菜单,按“上下”键选择,如图5.7所示。
②CLR键:置零键。 硬度值显示区置零。
③DEL键:删除键,删除本次测试的硬度值,测量次数减1。
④PRT键:打印键。
图5.6 工作界面图
图5.7 REVI键显示界面
⑤DISP键:显示键。 主屏幕显示测试硬度值,并计算出硬度测试的最小值、最大值、平均值和误差值。 每次最多显示12次,若显示后12次硬度值,按此键,如图5.8所示。
图5.8 DISP键显示页面
⑥OK键:确认键。
三、实验步骤
1.XHB⁃3000数显布氏硬度计测定硬度
以试块211HBW5/750为例,介绍具体实验步骤如下:
①打开电源开关,同时显示屏点亮,如图5.3所示。
②按“TAB⁃A”键,根据需要选择试验力和压头(F=750N,d=5mm),选定后按“OK/ESC”键返回主页面。 然后在主页面中,按“OK/ESC”键,光标将会在Dwell,Light,Change,Time处闪烁,此键按方向键可以进行状态选择或参数设置,设置为Dwell(10 s)、Light(40%)、Change(HRC)、Time(YEAR)。
③将试块放置在仪器工作台上,转动旋轮,待工件接触压头的同时试验力也开始显示,当试验力接近自动加荷值(90kgf)时缓慢上升丝杠,达到自动加荷值时,仪器会发出“嘟”的响声即停止转动旋轮,仪器进入自动加荷状态,显示屏上显示向下并闪烁箭头;运行到所选定的试验力时,保荷开始,箭头停止闪烁同时保荷时间开始倒计时;保荷结束进入卸荷状态,显示屏上显示向上并闪烁箭头,卸荷结束。 显示屏上箭头消失,杠杆回复到起始位置。
④反向转动旋轮,使工件与压头脱离,压头与试件离开距离约为1mm。
⑤转动转盘将光源的位置处于正前方,缓慢转动旋轮,同时从目镜中观察压痕的成像,直至压痕的成像清晰为止。
⑥从目镜中观察视场内两条移动刻线,根据自己的视觉调整目镜透镜,使刻线清晰为止。
⑦转动测微目镜两边的鼓轮,从目镜中可观察到两条刻线相近移动,当两刻线内侧之间透光逐渐减小处于有光或无光的临界状态时,按“CLR⁃D”键,零位确定。
⑧反向转动目镜的两鼓轮,使视场内两移动刻线逐渐分开,先将左边的刻线内侧与压痕左边的边缘相切,再转动目镜右边的鼓轮使右边的刻线内侧与压痕右边的边缘相切,按下目镜上的按钮,D1测量完成。然后将测微目镜转动90°,按上述方法测量压痕的另一直径D2,测量完成显示屏显示相应的硬度值。
⑨测试完毕,按“TAB⁃B”键进入当前的数据存储页面,再按“SAVE”键保存该页面,并返回主页面。
⑩若要继续测试,按“OK/ESC”键,试验数据继续存储。 按“PRT”键进行打印。
2.HRS⁃150数显洛氏硬度计测定硬度
以试块61.6HRC为例,介绍具体实验步骤如下:
①测试HRC标准硬度块,按表5.1选择试验力1471N(150kg)和金刚石压头。 转动变荷手轮,确定总试验力。
表5.1 选用试验力与砝码施加对应关系
②将压头装入主轴孔内并锁紧,然后将硬度块置于工作台上。
③按“REVI”键,显示“REVISEITEM”菜单;按“上下”键,选“SCALE”;再按“OK”键,主屏幕展现12个硬度测试标尺,选中“HRC”按“OK”键,主屏幕恢复到测试状态。
④按步骤③的操作方法,选择硬度间的换算标尺(HV)和总试验力的保荷时间(5s)。
⑤顺时针旋转旋轮,升降丝杠上升,应使试件缓慢无冲击地与压头接触,直至硬度计显示580~610时,蜂鸣器声响,此时已施加了初试验力,试验台停止上升。
⑥电机启动,自主加主试验力,保荷时间5s,秒数倒计时至零,电机转动,自动卸除主试验力,并保留初始试验力。 蜂鸣器声响,读取硬度显示区的硬度值。
⑦反向旋转旋轮,试验台下降,更换测试点,重复上述操作10次,可以对硬度计的示值稳定性进行检定,即前3次不计,若后7次示值稳定在0.2HR以内,则示值稳定性好。
⑧按“PRT”键、打印输出,完成操作。
四、注意事项
1.XHB⁃3000数显布氏硬度计测定硬度注意事项
①仪器在整个实验过程中,严禁转动转盘,否则会造成仪器的损坏,一定要等到测试完毕听到“嘟”的声音才能转动转盘。
②仪器自动加荷值分两档:62.5~250kgf为第一档,自动加荷值为30kgf;500~3000kgf为第二档,自动加荷值为90kgf。 应根据试验力的大小来选择自动加荷值。
③目镜两移动刻线在开机后第一次测量必须对零,在以后试验中,改变试验力或压头都不需要再次对零。
2.HRS⁃150数显洛氏硬度计测定硬度注意事项
①在进行不同标尺的硬度测定时,要转动变荷手轮,选择对应的载荷,同时也要在“RE⁃VISEITEM”菜单的“SCALE”中选择相应的标尺。
②加卸载试验力时,严禁转动变荷手轮,如用力旋转会使内部零件错位,试验力出现混乱。
五、思考题
①试块的布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度在测定过程中,有什么不同?
②在进行布氏硬度测定时,如何选择自动加荷值?
③在进行洛氏硬度测定时,如何进行标尺与力值的选择和调整?
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。