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[技术交流] 焊接接头的硬度测定

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    发表于 2017-9-27 16:11:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
    焊接接头的硬度测定
    3 D$ p! f: I4 [: L/ Z; o+ p一,实验目的
    6 Z9 y, t/ J+ S- I# N1,了解布氏,洛氏硬度计的构造及使用方法.
    . m& R- H. g9 n2,掌握布氏硬度值及洛氏硬度值的测定方法.5 G7 X2 g$ h3 _) O
    3,了解焊接接头三个区域即焊缝,热影响区,母材的硬度差别.: l; A# }* e0 K) l
    二,实验原理5 k' q, ?+ F3 R2 X) M% h- g9 n2 p
    硬度是指材料在另一较硬的物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力,是重要的力学性能指标之一.与其它力学性能相比,硬度实验简单易行,又无损于工件,因此在工业生产中被广泛应用.常用的硬度实验有布氏硬度和洛氏硬度试验法.: G1 }8 X4 B6 e: b' n$ L0 e# }* J
    (一)布氏硬度试验
    ! [% l  r/ [4 G8 C! W(1)原理:用载荷P把直径为D的淬火钢球压人试件表面,并保持一定时间,而后卸除载荷,测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d,从而计算出压痕球面积A,然后再计算出单位面积所受的力(P/A值),用此数字表示试件的硬度值,即为布氏硬度,用符号HB表示.设压痕深度为h,则压痕的球面积为:
    8 j' b5 a# [) K+ Q9 B, F6 F8 u" zA=πDh=πd
    . T0 m$ {  W" ^! j+ T2 u式中 P——施加的载荷,kg;
    1 l& k( _5 c0 I( RD——压头(钢球)直径 mm;8 c( f# B, w0 G* w% i
    A——压痕面积,mm2;7 A; B( H5 f, w4 c9 Z% g5 M  p/ I
    d——压痕直径,mm.3 H7 e0 ]$ Y& U& {; h
    但实验时,是根据d值查表求硬度值.
    * X# f- S$ a! }8 |$ Y: y图1 HB-3000型布氏硬度计结构图+ O& g' c4 f$ ?+ F" K; x
    1.电源开关;2.加力指示灯;3.电源指示灯;4.加力开关;5.压紧螺钉;6.圆盘;7.减速器;
    1 m2 m2 T, O( P: V8.曲柄;9.换向开关;10. 砝码;11.连杆;12.大杠杆;13.吊环;14.机体;15.小杠杆;16.弹簧;17.压轴;18.主轴衬;19.摇杆;20.压头;21.可更换工作台;22.工作台立柱;23.螺杆;24.升降手轮;25.螺母;26.套筒;27.电动机1 Q$ g+ d3 ?3 k
    3 I2 L7 k' e( O9 z: S
    (2)测试: 布氏硬度试验是在布氏硬度试验机(图1)上进行.当F/ D2的比值保持一定时,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较.故在进行布氏硬度试验时,应根据材料和布氏硬度值范围选择F/ D2的值.最后用读数显微镜测出压痕直径 d.根据d查表求得布氏硬度值.$ o( H+ ?/ j5 M+ T; D/ a
    (二)洛氏硬度试验3 d; [) N  m' R' h- M8 i7 y
    (1)原理:洛氏硬度试验是用特殊的压头(金刚石压头或钢球压头)在先后施加的两个载荷(预载荷和总载荷)的作用下压入金属表面来进行的.总载荷P为预载荷P0和主要载荷P1之和,即
    . [) a/ Q- x5 S' p2 a  aP= P0+ P1 & O% n; E# \6 f
    洛氏硬度值是施加总载荷P并卸除主载荷P1引起的残余压入深度e来计算.h0表示在预载荷P0作用下,压头压入被试材料的深度;h1表示施加总载荷P并卸除主载荷P1,但仍保留预载荷P0时,压头压入被试材料的深度.
    # ~0 X" M6 `6 @/ k5 |3 X4 D# W. m深度差e= h1+ h0,该值用来表示被测材料硬度的高低.在实际应用中,为了使硬材料测出的硬度值比软材料的硬度值高,并符合一般的习惯,将被测材料的硬度值用公式加以适当变换,即
    & N% x% L* `3 oHR=K-(h1-h0)/C8 ~2 @4 l; L. Z9 W6 X7 @+ B
    试中 K――常数,其值在采用金刚石压头时为0.2,采用钢球压头时为0.26;
    0 c7 u' C/ s6 I* x0 @C——常数,代表指示器读数盘每一刻度相当于压头压入被测材料的深度,其值为0.002mm;
    ( \2 C+ ~: d( ?" S; x' r7 @) C  ~* S$ cHR——标注洛氏硬度的符号,当采用金刚石压头及150 kg的总载荷时应标注HRC,当采用钢球压头及100kg,总载荷试验时,则应标注HRB.
    4 j! u; z* l- N( KHR值为一无名数,测量时可直接由硬度计表盘读出,表盘上有红、黑两种刻度,红线刻度的30和黑线刻度的0相重合.' J6 _. r$ C9 q) i4 R" n8 f
    (2)测试: 洛氏硬度试验是将顶角为 120°金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压头,在一定载荷F作用下压入被测金属表面,保持一定时间后卸掉载荷.根据压痕的深度h确定被测金属的硬度值.根据所加的载荷和压头不同,洛氏硬度值有三种标度:HRA,HRB,HRC.- F) H9 ?0 a; \' C* H: S0 A
    图2 洛氏硬度计结构图
    . Y; m: W8 p7 Q4 l1. 指示器;2.加载手柄;3.缓冲器;4.砝码座;5, 6.砝码;7.吊杆;
    * F8 I! b+ i$ K/ t8.吊套;9.机体;10. 加载杠杆;11.顶杆;12.刻度盘;13.主轴;
    8 p  e. L9 F4 s( V+ N+ l14.压头;15.试样;16.工作台;17.升降丝杠;18.手轮
    5 f8 l2 S! Q# ~9 d6 X洛氏硬度试验是在洛氏硬度机上进行,如图2所示.
    8 f$ D# v1 C9 A( Y! ?$ D* n! h' Q三,实验步骤
    3 y: `; Q: T; ^. t  i8 ^$ k3 h. g: ^(一)试样准备1 N7 J% N& G1 E
    将对接接头如图3制备试样,按图中所示逐个点进行检测;
    : w9 ?# T2 ]1 B  O% D图3 焊接接头硬度测试试样
    9 ~- ?9 J- l- O' L) y& X% R( ~(二)布氏硬度试验
    , H  v" a/ Z1 _6 e% i1,清理试样表面,并根据试样的材料,厚度和硬度范围选择钢球压头直径D,载荷F及保载时间./ U) g- M0 w7 f* a2 B4 T6 S
    2,放在硬度计工作台上,按布氏硬度计的操作规程进行试验,在试样表面产生一个压痕.移动试样重做一次试验,产生第二个压痕.
    ; Q6 T8 R6 c7 i7 l2 h3,取下试样,用读数显微镜在相互垂直方向上测量压痕直径d,并根据d查表求出试样的布氏硬度值.- m$ ^4 ]! ?% g. `$ L$ ?5 C; A( d

    0 \- J3 ?& s6 U) `9 K- B' `



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