硬度最高的元素

FCLHCSL0267 塑料硬度的测试洛氏硬度计法

F_CL_HC_SL0267

塑料－硬度的测试－洛氏硬度计法

1范围

1.1本方法规定了测定塑料洛氏硬度、塑料洛氏α硬度的试验条件和硬度计的技术条件。

1.2本方法适用于洛氏硬度计M、L、R标尺测定塑料硬度。不适用于测定塑料薄膜、泡沫塑料。

2定义

2.1洛氏硬度

用规定的压头，先施加初试验力，再施主试验力，然后返回到初试验力，用前后二次初试验力作用下的压头压入深度差求得的值。

2.2标尺

表示洛氏硬度压头的种类和试验力的符号。

3仪器

洛氏硬度计主要由机架、压头、加力机构，硬度指示器和计时装置组成。

3.1机架

为刚性结构，硬度计在最大试验力作用下，机架变形和试样支撑结构位移对洛氏硬度影响不得大于0.5洛氏硬度分度值。

3.2压头

为维氏硬度至少是7MN/m2的抛光钢球，不允许有灰尘、污物、油脂以及氧化物等存在。钢球在轴套孔中能自由滑动，试验时不应有变形，试验后不应有损伤。

3.3加力机构

包括负荷杠杆、砝码和缓冲器，可对压头施加试验力。

3.3.1负荷杠杆

使砝码和吊挂的重量放大并对压头施加试验力的部件。

3.3.2砝码

在负荷杠杆吊盘上所加的试验力。

3.3.3缓冲器

应使压头对试样能平稳而无冲击地施加试验力，并控制施加试验力时间在

课程教学模块一：金属材料力学性能与测试 ——课题2

课题二 材料的硬度

1-1

课程教学模块一：金属材料力学性能与测试 ——课题2

本课题重点与难点教 学 重 点

硬度指标的表示方法和实际应用。

教 学 难 点

布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度

1-2

课程教学模块一：金属材料力学性能与测试 ——课题2

1.2.1 布氏硬度金属材料抵抗其他更硬物体压入表面的能力称为硬度， 是衡量材料软硬程度的判据，它表征材料抵抗表面局部弹 性变形、塑性变形或抵抗破坏的能力。材料的硬度越高， 其耐磨性越好。

布氏硬度是用单位压痕面积的力作为布氏硬度值的计 量即试验力除以压痕表面积，符号用HBS(用淬火钢球压 头)或HBW(用硬质合金压头)表示，即：

1-3

课程教学模块一：金属材料力学性能与测试 ——课题2

1.2.1 布氏硬度布氏硬度表示方法： 硬度值一般不标单位。当压头为淬火钢球时，用 HBS表示；当压头为硬质合金时，用HBW表示。符号 HBS或HBW之前写出硬度值，符号后面用数字依次表示 压头直径、试验力及试验力保持时间(10~15 s不标) 等试验条件。例如，150HBS10/1000/30。 一般在零件图或工艺文件上标注材料要求的布氏 硬度时，不规定试验条件，只需标出要求的硬度值

硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 一、布氏硬度 1、试验原理

用直径为D的淬火钢球或硬质合金球，以相应的试验力F压入试样表面，保持规定的时间后卸除试验力，在试样表面留下球形压痕，如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时，布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头，布氏硬度用符号“HBW”表示。

金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬的数量概念。由于在金属表面以下不同深度的材料承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合的反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料所产生的塑性变形就越困难。另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标Ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能以及寿命具有决定性的意义。

硬度的试验方法有很多，在机械工业中广泛采用

二、典型零部件选材及工艺分析

金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料是目前的主要工程材料。高分子材料的强度、刚度较低、易老化，一般不能用于制作承受载荷较大的机械零件。但其减振性好，耐磨性较好，适于制作受力小、减振、耐磨、密封零件，如轻载齿轮、轮胎等。陶瓷材料硬而脆，一般也不能用于制作重要的受力零部件。但其具有高熔点、高硬度、耐蚀性好、红硬性高等特点，可用于制作高温下工作的零部件、耐磨耐蚀零部件及切削刀具等。复合材料克服了高分子材料和陶瓷材料的不足，具有高比强度、高减振性、高抗疲劳能力、高耐磨性等优异性能，是一种很有发展前途的工程材料。与以上三类工程材料相比，金属材料具有优良的使用性能和工艺性能，储藏量大，生产成本比较低、广泛用于制作各种重要的机械零件和工程构件，是机械工业中最主要、应用最广泛的一类工程结构材料。下面介绍几种钢制零部件的选材及热处理工艺分析。

㈠ 齿轮类零件的选材

齿轮是机械工业中应用广泛的重要零件之一，主要用于传递动力、调节速度或方向。 1、齿轮的工作条件、主要失效形式及对性能的要求。

⑴ 齿轮的工作条件：①啮合齿表面承受较大的既有滚动又有滑动的强烈磨擦和接触疲劳压应力。②传递动力时，轮齿类似于悬臂梁，轮齿根部承受较大的弯曲

黑色金属洛氏硬度(HRC)与其他硬度、强度换算(CB/T 1172—1999)

黑色金属洛氏硬度(HRC)与其他硬度、强度换算(CB/ 黑色金属洛氏硬度(HRC)与其他硬度、强度换算(CB/T 硬度 洛氏 HRC 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 29.5 30.0 30.5 31.0 31.5 32.0 32.5 33.0 33.5 34.0 34.5 35.0 35.5 36.0 36.5 37.0 37.5 38.0 38.5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0 41.5 42.0 42.5 60.2 60.4 60.7 61.0 61.2 61.5 61.7 62.0 62.2 62.5 62.8 63.0 63.3 63.5 63.8 64.0 63.3 64.6 64.8 65.1 65.3 65.5 65.8 66.1 66.4 66.6 66.9 67.1 67.4 67.7 67.9 68.2 68.4 68.7 69.0 69.2 69.5 69.7 70

水的总硬度测定

实验目的

1、学习EDTA标准溶液的配制与标定方法。 2、学习水的总硬度的测定方法。

3、了解金属指示剂的变色原理和使用方法。 实验原理

由于EDTA酸不易溶于水，通常采用EDTA二钠盐配制标准溶液。0.1mol/L EDTA二钠盐溶液的PH，按理论计算，应为4.42，一般不用市售的EDTA试剂直接配制准确浓度的标准溶液，而需要用适当的基准物来标定。用于标定EDTA溶液的基准物很多，常用的有Zn、ZnO、CaCO3、Mg、Cu等，本实验采用CaCO3溶解并制成钙标准溶液。吸取一定量此标准溶液，用 NH3-NH4Cl(pH=10)缓冲溶液，以K-B为指示剂，用0.01mol·L-1EDTA溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝绿色，即为终点。 水的硬度主要是由于水中含钙盐和镁盐所形成。硬度对工业用水关系很大，如锅炉给水要经常进行硬度分析，为水的处理提供依据。

在水中以碳酸氢盐形式存在的钙、镁盐，加热能被分解，析出沉淀而除去，这类盐所形成的硬度称为暂时硬度。例如

?Ca(HCO3)2???CaCO3??CO2??H2O

Mg(HCO3)2Mgco3(沉淀不完全)+CO2 +H2O+H2OMg(OH)

实验十三、水的硬度测定

一 实验目的

1．掌握EDTA滴定法测定总硬度的原理和方法。 2．了解硬度的表示和计算。

二 实验原理

水的硬度主要是由于水中含有钙盐和镁盐，其他离子如铁、铝、锰、锌等也形成硬度，但一般含量甚微，在测定硬度时可以忽略不计。 硬度是工业用水、生活用水中常见的一个质量指标。水的总硬度包括暂时硬度和永久硬度。在水中以碳酸氢盐形式存在的钙、镁盐加热被分解，析出沉淀而除去，这类盐所形成的硬度称为暂时硬度，而钙、镁的硫酸盐或氯化物等所形成的硬度称为永久硬度。由钙离子形成的硬度称为钙硬，由镁离子形成的硬度称为镁硬。测定水的硬度实际上就是测定水中钙离子和镁离子的含量。

水的硬度一般采用配位滴定法，即在pH＝10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T做为指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定水中的Ca2?、Mg2?，直至紫红色变蓝绿色为终点，但为避免其它金属离子的干扰，需根据不同的水质加入不同量的掩蔽剂。天然水和自来水中含有大量Ca2?、Mg2?，少量的Fe3+，而A13+、Mn2+、Cu2+量很少，只需加入2—5mL三乙醇胺即可。测定工业用水的硬度时，Fe3+、 A13+、、和少量的Mn2+等干扰离子可用三乙醇胺掩蔽，Cu2+、 Mn2+、Zn

洛氏硬度（HRC）和布氏硬度（HB）具体区别和换算2009-07-08 22:46硬度 ：是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度（HL）、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。

1、钢材的硬度 ：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，
●常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。
●HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。
●HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。
●HL手提式硬度计，测量

水中总硬度的测定 (螯合滴定法) 螯合滴定法)

一、目的要求1、掌握配合滴定法的基本原理和方法; 掌握配合滴定法的基本原理和方法; 通过铬黑T指示剂的应用， 2、通过铬黑T指示剂的应用，了解金属 指示剂的特点和使用条件。 指示剂的特点和使用条件。 学习水质硬度的测定方法。 3、学习水质硬度的测定方法。

二、实验原理配合滴定：利用配合反应进行物质含量测定的 配合滴定 分析方法。由于通常采用的配合剂是氨羧配合 剂，它们与金属离子发生螯合反应，生成稳定 的螯合物，因此又称为螯合滴定法 螯合滴定法。 螯合滴定法 氨羧配合剂：乙二胺四乙酸二钠盐 (EDTA) 氨羧配合剂

EDTA标定的基准物： CaCO3 标定的基准物： 标定的基准物 指示剂：金属指示剂， 指示剂：金属指示剂，能与金属离子生成与其本身 具有明显不同颜色的配合物而指示终点。 具有明显不同颜色的配合物而指示终点。 铬黑T 铬黑T pH 7~11:M2+ + HIn2:(蓝色) 蓝色)

MIn- + H+(红色) 红色)4

CaY2- > MgY2- >MgIn- > CaInMg2+ + HIn2(蓝色) 蓝色)

MgIn- + H+(红色) 红色)

Ca2+ + HIn2H2Y2-

水中总硬度的测定 (螯合滴定法) 螯合滴定法)

一、目的要求1、掌握配合滴定法的基本原理和方法; 掌握配合滴定法的基本原理和方法; 通过铬黑T指示剂的应用， 2、通过铬黑T指示剂的应用，了解金属 指示剂的特点和使用条件。 指示剂的特点和使用条件。 学习水质硬度的测定方法。 3、学习水质硬度的测定方法。

二、实验原理配合滴定：利用配合反应进行物质含量测定的 配合滴定 分析方法。由于通常采用的配合剂是氨羧配合 剂，它们与金属离子发生螯合反应，生成稳定 的螯合物，因此又称为螯合滴定法 螯合滴定法。 螯合滴定法 氨羧配合剂：乙二胺四乙酸二钠盐 (EDTA) 氨羧配合剂

EDTA标定的基准物： CaCO3 标定的基准物： 标定的基准物 指示剂：金属指示剂， 指示剂：金属指示剂，能与金属离子生成与其本身 具有明显不同颜色的配合物而指示终点。 具有明显不同颜色的配合物而指示终点。 铬黑T 铬黑T pH 7~11:M2+ + HIn2:(蓝色) 蓝色)

MIn- + H+(红色) 红色)4

CaY2- > MgY2- >MgIn- > CaInMg2+ + HIn2(蓝色) 蓝色)

MgIn- + H+(红色) 红色)

Ca2+ + HIn2H2Y2-