塑料球壓痕硬度試驗(yàn) |
塑料球壓痕硬度國家計(jì)量基準(zhǔn) 中國計(jì)量科學(xué)研究院于1990年研制成功塑料球壓痕硬度基準(zhǔn),1993年獲國家技術(shù)監(jiān)督局科技進(jìn)步三等獎(jiǎng),1994年被批準(zhǔn)為國家計(jì)量基準(zhǔn)。 |
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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握塑料球壓痕硬度試驗(yàn)方法,了解球壓痕硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)\ 原理和使用方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 塑料球壓痕硬度試驗(yàn)是把規(guī)定直徑的鋼球在試驗(yàn)負(fù)荷作用下,垂直壓入試樣表面并保持一定時(shí)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(yàn)。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(shí)驗(yàn)儀器及試樣 1.實(shí)驗(yàn)儀器 球壓痕硬度計(jì)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(yàn)示意圖 1 硬度計(jì)的機(jī)架為剛性結(jié)構(gòu),在zui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(jì)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(jì)時(shí)裝置能指示試驗(yàn)負(fù)荷全部加入后讀取壓痕深度的時(shí)間,計(jì)時(shí)量程不小于60s ,準(zhǔn)確度為±5 %。 2.實(shí)驗(yàn)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(shí),測量點(diǎn)中心與試樣邊緣距離不小于10mm ,各測量點(diǎn)中心之間的距離不小于10mm 。 四、實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(shí)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(shí)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(yàn)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(yàn)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(diǎn)。 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(yàn)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(diǎn)數(shù)不少于10 點(diǎn)。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 1. 球壓痕硬度值按下式計(jì)算。
式中 H——球壓痕硬度,N /mm 2 F——試驗(yàn)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(yàn)負(fù)荷下鋼球的壓入深度,mm h2——儀器在試驗(yàn)負(fù)荷下機(jī)架變形量,mm 2. 試驗(yàn)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(jì)算。
式中X——單個(gè)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(gè)數(shù) 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)記錄的內(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(yàn)溫度、濕度、狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間及試驗(yàn)負(fù)荷。 • 試驗(yàn)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(yàn)日期、試驗(yàn)人員。 七、注意事項(xiàng) • 試驗(yàn)時(shí),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(yàn)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(yàn)。 • 在施加韌負(fù)荷時(shí),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(shí)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 • 敘述塑料球壓痕硬度試驗(yàn)原理。 • 何謂初負(fù)荷和試驗(yàn)負(fù)荷? • 為什么對試樣加上初負(fù)荷和試驗(yàn)負(fù)荷后讀取硬度值都有時(shí)間要求? 對未知硬度范圍的材料,選擇試驗(yàn)負(fù)荷時(shí)為什么應(yīng)從小到大逐級項(xiàng)試選擇? 吉林華洋儀器產(chǎn)品網(wǎng):http://www.huayangyq.com 吉林華洋儀器展覽網(wǎng):http://www.huayangyq.net 吉林華洋儀器化工網(wǎng):http://www.huayangyq.cn |
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