航空工程材料教案硬度的测试

1、项目 （任务）学习子情境2：材料的力学性能硬度的测试授课班级授课教师地 点课时/累计审批/日期多媒体教室2/6授课周次课程类型理论课教学方法举例教学目标知 识 目 标能力（技能）目标1、 掌握布氏、洛氏硬度的测定2、掌握测硬度的重要性1、因性能不足而引起的机械零件失效问题能作一般的分析与处理。2、会测硬度重难点及解决方法重点：洛氏硬度难点：布氏、洛氏硬度的测定解决方法：利用测布氏硬度、洛氏硬度实验及举一些例子说明能力训练任务及案例测某一材料的布氏、洛氏硬度教学回顾上次学习了强度和塑性，衡量强度的指标有：弹性极限、屈服极限、抗拉强度；衡量塑性的指标：伸长率、断面收缩率。引入新课测硬度教学过程设计

2、：1.复习上节课的内容。2.多媒体演示、板书金属材料的洛氏、布氏硬度试验，并推导出几个主要的硬度指标。§ 学习子情境2 金属的力学性能-硬度的测试 一、回顾：上次学习了强度和塑性，衡量强度的指标有：弹性极限、屈服极限、抗拉强度；衡量塑性的指标：伸长率、断面收缩率。二、硬度的测试：金属表面上局部体积内抵抗塑性变形和破裂的能力。硬度试验的特点：设备简单，操作方便，硬度值可间接反映金属的强度，又是非破坏性的，可作产品最终性能检验，应用最广。材料硬度测定的两个条件：1.压头：一个标准物体，用它压入被测材料表面。2.载荷：加在压头上的压力。（一）布氏硬度的测试1.测试原理：用球面压痕单位表面积

3、上所承受的平均压力值作为布氏硬度值，但不标单位。当实验力为kgf时。HBS(W)F/SF/Dh当实验力为N时。HBS(W)F/S0.102F/Dh注：当外载荷F，压头球体直径D一定时，只有d是变数，布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。实际应用中只要用专用的刻度放大镜量出压痕直径d，查表可得布氏硬度值。组织学生观察布氏硬度标准块。2.试验规范的选择当使用不同大小的F和D进行试验时，只要能满足F/D2为一个常数，那么对同一种金属材料当采用不同的F和D进行试验时可保证得到相同的布氏硬度值。选择试验规范的原则：试验后压痕直径大小应在下列范围内：0.25Dd0.6D,否则结果不准。F/D2：30、15、

4、10、5、2.5、1.25、1D ：1、2、2.5、5、10F ：9.8N29.42kN (1kgl3000kgl)t :黑色金属为1015s，有色金属为30s，HB35时为60s。3.符号及其表示方法“S”表示淬火钢球，“W”表示硬质合金球头。HBS(W)之前的数字为硬度值，符号后面按以下顺序用数字表示试验条件：球体直径；试验力（kgl）；试验力保持时间（1015s不标出）。例：110HBS10/1000/30600HBW5/750240HBS10/10004.应用范围与特点：应用范围：用于测定铸铁、有色金属及其合金，各种退火及调质钢材的硬度，特别对于软金属如：铝、铅、锡等更为适宜。特点：硬

5、度值较精确，反映平均性能。可根据布氏硬度值近似地换算出金属材料的强度，工程应用广。测量过程比较麻烦且压痕较大，不宜测量成品及薄件，只适宜测量硬度不高的铸铁、有色金属、退火软钢的半成品及毛坯。8HBS450，8HBW650。典型的布氏硬度机型号 HB3000（二）洛氏硬度的测试1.测试原理：在压头（金刚石锥体或钢球）上施加初始试验力F010kgf，使金属很好地和压头接触，并压人深度h1。再加主试验力F1作用于压头，则总试验力（F0F1）施加于被测工件上，并压人深度h2。保持规定时间后卸除F1，由于被测工件的弹性变形恢复，压头压人深度变为h3。则压头在主载荷作用下压入金属表面的塑性变形深度是hh3h1，用每0.002mm的压痕深度为一个硬度单位 HR(k-h)/0.002洛氏硬度值没有单位，试验时可由硬度计的指示器上直接读出。2.常用的洛氏硬度标尺及其适用范围两种压头：顶角120°的金刚石圆锥体 D1.588mm的淬火钢球试验载荷：P010kgl P1140kgl （HRC） P190kgl （HRB） P150kgl （HRA）各种不同标尺的洛氏硬度值可用试验测定的换算表相互比较。3、特点：测量硬度的范围