简答1) 简述硬度测试的类型、原理和优缺点[至少回答三种]

解:布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度。

布氏硬度:原理是用一定大小的载荷,把直径为D的淬火钢球或硬质合金球压入试样表面,保持规定时间后卸载载荷,测量试样表面的残留压痕直径d,求压痕的表面积。将单位压痕面积承受的平均压力规定为布氏硬度。优点是压痕面积大反映较大区域内各组成相的平均性能,适合灰铸铁、轴承合金测量,实验数据稳定,重复性高。缺点是不宜在成品上直接检验,硬度不同要更换压头直径D和载荷F,压痕直径测量较麻烦。

洛氏硬度:原理是通过测量压痕深度值来表示硬度。优点是采用不同的标尺,可以测量各种软硬不同和厚薄不一样的材料的硬度,压痕小,可对工件直接进行检验,操作简便迅速。缺点是压痕小,代表性差,重复性差、分散度大,不同标尺的硬度值不能直接进行比较,不能互换。不宜在极薄的工件上直接进行检验。

肖氏硬度:原理是将具有一定质量的带有金刚石或合金钢球的重锤从一定高度落向试样表面,用重锤的回落高度来表征材料的硬度。优点是使用方便,便于携带,可测现场大型工件的硬度。缺点是实验结果受人为因素影响较大,测量精度低。

2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学性能常用的方法是什么

解:扭转实验的特点是扭转实验的应力状态软性系数较拉伸的应力状态软性系数高。可对表面强化处理工艺进行研究和对机件的热处理表面质量进行检验。 扭转实验时试样截面的应力分布为表面最大。圆柱试样在扭转时,不产生缩颈现象,塑性变形始终均匀。可用来精确评定拉伸时出现缩颈的高塑性材料的形变能力和变形抗力。扭转时正应力与切应力大致相等,可测定材料的切断强度。

弯曲试验的特点是:弯曲加载时受拉的一侧的应力状态基本与静拉伸相同,且不存在试样拉伸时试样偏斜造成对实验结果的影响。可以用来由于太硬而不好加工拉伸试样的脆性材料的断裂强度。弯曲试验时,截面上应力分布表面最大。可以比较和评定材料表面处理的质量。塑性材料的F—曲线最后部分可任意伸长。

渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学性能常用的方法是扭转实验。

3) 有下述材料需要测量硬度,试说明选用何种硬度实验方法为什么

a. 渗碳层的硬度分布,b. 淬火钢,c. 灰口铸铁,d. 硬质合金,e. 仪表小黄铜齿轮,f. 高速工具钢,g. 双相钢中的铁素体和马氏体,h. Ni基高温合金,i. Al合金中的析出强化相,j. 5吨重的大型铸件,k. 野外矿物

解:a、e、g、i使用维氏硬度。b、c、d、f、h可使用洛氏硬度。b、c可使用布氏硬度。j使用肖氏硬度。k使用莫氏硬度。