一，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1,了解布氏，洛氏硬度計(jì)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(cè)定方法。
3,了解焊接接頭三個(gè)區(qū)域即焊縫，熱影響區(qū)，母材的硬度差別。
二，實(shí)驗(yàn)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(xué)性能指標(biāo)之一。與其它力學(xué)性能相比，硬度實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)有布氏硬度和洛氏硬度試驗(yàn)法。
（一）布氏硬度試驗(yàn)
（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(shí)間，而后卸除載荷，測(cè)量鋼球在試樣表面上所壓出的壓痕直徑d,從而計(jì)算出壓痕球面積A,然后再計(jì)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(hào)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(shí)驗(yàn)時(shí)，是根據(jù)d值查表求硬度值。
圖1 HB-3000型布氏硬度計(jì)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(jī)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(tái)；22.工作臺(tái)立柱；23.螺桿；24.升降手輪；25.螺母；26.套筒；27.電動(dòng)機(jī)
（2）測(cè)試： 布氏硬度試驗(yàn)是在布氏硬度試驗(yàn)機(jī)（圖1）上進(jìn)行。當(dāng)F/ D2的比值保持一定時(shí)，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(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，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(cè)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(yàn)
（1）原理：洛氏硬度試驗(yàn)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(gè)載荷（預(yù)載荷和總載荷）的作用下壓入金屬表面來進(jìn)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(jì)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(shí)，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(cè)材料硬度的高低。在實(shí)際應(yīng)用中，為了使硬材料測(cè)出的硬度值比軟材料的硬度值高，并符合一般的習(xí)慣，將被測(cè)材料的硬度值用公式加以適當(dāng)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(shí)為0.2,采用鋼球壓頭時(shí)為0.26;
C——常數(shù)，代表指示器讀數(shù)盤每一刻度相當(dāng)于壓頭壓入被測(cè)材料的深度，其值為0.002mm;
HR——標(biāo)注洛氏硬度的符號(hào)，當(dāng)采用金剛石壓頭及150 kg的總載荷時(shí)應(yīng)標(biāo)注HRC,當(dāng)采用鋼球壓頭及100kg,總載荷試驗(yàn)時(shí)，則應(yīng)標(biāo)注HRB.
HR值為一無名數(shù)，測(cè)量時(shí)可直接由硬度計(jì)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(cè)試： 洛氏硬度試驗(yàn)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(cè)金屬表面，保持一定時(shí)間后卸掉載荷。根據(jù)壓痕的深度h確定被測(cè)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(biāo)度：HRA,HRB,HRC.
圖2 洛氏硬度計(jì)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(jī)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(tái)；17.升降絲杠；18.手輪
洛氏硬度試驗(yàn)是在洛氏硬度機(jī)上進(jìn)行，如圖2所示。
三，實(shí)驗(yàn)步驟
（一）試樣準(zhǔn)備
將對(duì)接接頭如圖3制備試樣，按圖中所示逐個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)；
圖3 焊接接頭硬度測(cè)試試樣
（二）布氏硬度試驗(yàn)
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(shí)間。
2,放在硬度計(jì)工作臺(tái)上，按布氏硬度計(jì)的操作規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)，在試樣表面產(chǎn)生一個(gè)壓痕。移動(dòng)試樣重做一次試驗(yàn)，產(chǎn)生第二個(gè)壓痕。
3,取下試樣，用讀數(shù)顯微鏡在相互垂直方向上測(cè)量壓痕直徑d,并根據(jù)d查表求出試樣的布氏硬度值。
