一、實驗?zāi)康? 掌握塑料球壓痕硬度試驗方法，了解球壓痕硬度計的結(jié)構(gòu)\ 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(fù)荷作用下，垂直壓入試樣表面并保持一定時間后，在負(fù)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 標(biāo)準(zhǔn)單位：N ／mm2 ，非標(biāo)準(zhǔn)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(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 球壓痕硬度試驗示意圖 1 硬度計的機(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。 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(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，通過調(diào)配砝碼可對壓頭施加下列負(fù)荷： 初負(fù)荷為：9 ．8N1kg 各級負(fù)荷允許誤差均為土1 ％。 圖２ 球壓痕硬度計結(jié)構(gòu)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(nèi)，精度為0 ．005mm 。 8 計時裝置能指示試驗負(fù)荷全部加入后讀取壓痕深度的時間，計時量程不小于60s ，準(zhǔn)確度為±5 ％。 2．實驗試樣 1 試樣的外觀應(yīng)是平整、光滑、無氣泡、厚度均勻、無機(jī)械損傷及雜質(zhì)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(diào)節(jié)試驗環(huán)境。 2 檢測各負(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際壓痕深度，這樣就必須定期檢查各級負(fù)荷下機(jī)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(fù)荷，調(diào)節(jié)深度指示儀表為零，再加上試驗負(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，選擇適宜的試驗負(fù)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(fù)荷后，把深度指示儀表調(diào)到零點。 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)改變試驗負(fù)荷，使達(dá)到規(guī)定的深度范圍。 6 每組試樣不少于兩塊，測量點數(shù)不少于10 點。 五、實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 1. 球壓痕硬度值按下式計算。 式中 H——球壓痕硬度，N ／mm ２ F——試驗負(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——試驗負(fù)荷下鋼球的壓入深度，mm h2——儀器在試驗負(fù)荷下機(jī)架變形量，mm 2. 試驗結(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)偏差可按下式計算。 式中X——單個試樣測定值 ——一組試樣測定結(jié)果的算術(shù)平均值 n一一測定試樣個數(shù) 六、實驗報告或?qū)嶒炗涗浀膬?nèi)容 • 被測試材料的名稱、規(guī)格、來源及生產(chǎn)廠家。 • 試樣的形狀、尺寸和制備方法。 • 試驗溫度、濕度、狀態(tài)調(diào)節(jié)時間及試驗負(fù)荷。 • 試驗次數(shù)及沒有達(dá)到規(guī)定壓痕深度范圍的測量次數(shù)。 • 球壓痕硬度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)平穩(wěn)，不得有任何沖擊和振動。 • 安裝壓頭或更換工作臺應(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。 • 在施加韌負(fù)荷時，工作臺僅允許向上移動，直至初負(fù)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(nèi)。若未知材料的硬度范圍，對負(fù)荷的選擇應(yīng)由小到大，逐級增加。 八、思考題 • 敘述原理。 • 何謂初負(fù)荷和試驗負(fù)荷? • 為什么對試樣加上初負(fù)荷和試驗負(fù)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(fù)荷時為什么應(yīng)從小到大逐級項試選擇? | 
