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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0 C; A7 t0 `# v
    一,实验目的
    : C) E+ p5 J) L& K) G* ~4 u1,了解布氏,洛氏硬度计的构造及使用方法.
    4 |4 z- A2 [% W# y5 l2,掌握布氏硬度值及洛氏硬度值的测定方法.
    * s: @- z8 L! F, K( Y; ^4 g2 s/ V" M3,了解焊接接头三个区域即焊缝,热影响区,母材的硬度差别.5 Y* {9 e" a* c% M  g: }
    二,实验原理
    : p8 n9 [: ^* t: \% L  [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.
    1 z9 W' f( J+ S. g6 y& w(一)布氏硬度试验) Q/ l" @9 u# k) z; Y' P! o
    (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:
    $ E. k, e7 ^0 T$ g) m- gA=πDh=πd5 S5 K% [9 o! }
    式中 P——施加的载荷,kg;
    8 o" w" t+ L. p! d" }& A+ QD——压头(钢球)直径 mm;
    1 M, N7 a. a8 [A——压痕面积,mm2;3 C3 ~( O% O- J3 G9 c: |7 _
    d——压痕直径,mm.3 b! N/ q( j2 N3 N5 q9 y7 N
    但实验时,是根据d值查表求硬度值.# J5 n4 L; Q2 y" j
    图1 HB-3000型布氏硬度计结构图
    ! u% u+ k$ A) R1.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;: P3 e+ t0 K1 B7 j+ N& M
    8.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
    " v) f$ v- d0 \, [( _: W, I2 H) i4 S, y/ D* {; N2 B& l; u
    (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.
    : [, v  }& R: }$ o: A9 t6 M(二)洛氏硬度试验9 P$ f8 t5 [- b: ?
    (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
    ' J, j# S- z# \& s" J8 {9 C1 e- {* s; IP= P0+ P1
    3 ]6 v* ?9 q4 F; t" M) L/ r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.
    9 k9 m2 p& D# E, p  Q2 u% ~" j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: C9 z$ D1 f/ J; ]6 v# I
    HR=K-(h1-h0)/C
    : h1 N3 m* Z9 v. v9 a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;
    - v) s* X' l/ q# w7 ^. i' C: J2 G% C/ aC——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;
    & K3 K* Q7 R( f- YHR——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.0 I: L: T% ]4 i9 E
    HR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.
    3 q) A* K: d( h! J' H(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.! v  m: ^* P5 ?
    图2 洛氏硬度计结构图# N7 c) h' w  _5 c% d
    1. 指示器;2.加载手柄;3.缓冲器;4.砝码座;5, 6.砝码;7.吊杆;+ n- G2 I1 c$ r; L
    8.吊套;9.机体;10. 加载杠杆;11.顶杆;12.刻度盘;13.主轴;% _2 _  Q6 a0 r  q# d3 |5 U9 }
    14.压头;15.试样;16.工作台;17.升降丝杠;18.手轮
    5 q+ \5 a: X5 X/ u) K2 @; ~1 c洛氏硬度试验是在洛氏硬度机上进行,如图2所示.
    6 S, s7 L/ _2 j8 ?三,实验步骤
    9 p8 ?/ j+ O8 K4 s5 H5 ~  G(一)试样准备
    . @3 Z6 ]. @' M& @* u6 ^将对接接头如图3制备试样,按图中所示逐个点进行检测;' F+ q8 A" Z! ~+ O' }
    图3 焊接接头硬度测试试样5 v! a2 T" l5 f# n
    (二)布氏硬度试验
    : u0 t/ X3 L- X+ \1,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.! j& f* N4 a/ ]0 c& f8 i
    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., `1 Q( E# w6 y8 R$ Q
    3,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.. Q' a( w: P( t2 ]0 }

    ) A3 B! z& T- T- l7 f



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