测试材料硬度的方法

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

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

项目6__测试塑料硬

项目课程塑料测试技术

项目6__测试塑料硬

项目6 项目 测试塑料产品的硬度任务6-1: 任务 查阅文献， 查阅文献，制定塑料产品的硬度测 试方案

项目6__测试塑料硬

1.任务告知： 1.任务告知： 任务告知拟实现的知识目标： 拟实现的知识目标： 知识目标塑料PVC板材性能与应用，塑料 性能与应用，塑料PVC板材的产品标准； 产品标准； 塑料 塑料硬度测试方法、测试原理及仪器。 塑料硬度测试方法、测试原理及仪器。

拟实现的能力目标了解不同用途塑料产品硬度的测试方法、仪器与结果表示； 了解不同用途塑料产品硬度的测试方法、仪器与结果表示； 硬度的测试方法 熟悉塑料产品标准。 熟悉塑料产品标准。

项目6__测试塑料硬

2.任务的引入 2.任务的引入

PVC板材加工方法、应用是怎样的？ 加工方法、应用是怎样的？ PVC板材硬度测试方法、测试原理及仪器 硬度测试方法、测试原理及仪器? 测试PVC板材硬度的流程是怎样的？ 硬度的流程是怎样的？ 测试

项目6__测试塑料硬

3.任务的实施 3.任务的实施 任务

查阅PVC板材硬度 板材硬度 查阅 标准，制定测试方 标准， 案

各组阅读任务单、 各组阅读任务单、弄懂任务的具体要求制定 完成任务的初步计划 各项目

项目6__测试塑料硬

项目课程塑料测试技术

项目6__测试塑料硬

项目6 项目 测试塑料产品的硬度任务6-1: 任务 查阅文献， 查阅文献，制定塑料产品的硬度测 试方案

项目6__测试塑料硬

1.任务告知： 1.任务告知： 任务告知拟实现的知识目标： 拟实现的知识目标： 知识目标塑料PVC板材性能与应用，塑料 性能与应用，塑料PVC板材的产品标准； 产品标准； 塑料 塑料硬度测试方法、测试原理及仪器。 塑料硬度测试方法、测试原理及仪器。

拟实现的能力目标了解不同用途塑料产品硬度的测试方法、仪器与结果表示； 了解不同用途塑料产品硬度的测试方法、仪器与结果表示； 硬度的测试方法 熟悉塑料产品标准。 熟悉塑料产品标准。

项目6__测试塑料硬

2.任务的引入 2.任务的引入

PVC板材加工方法、应用是怎样的？ 加工方法、应用是怎样的？ PVC板材硬度测试方法、测试原理及仪器 硬度测试方法、测试原理及仪器? 测试PVC板材硬度的流程是怎样的？ 硬度的流程是怎样的？ 测试

项目6__测试塑料硬

3.任务的实施 3.任务的实施 任务

查阅PVC板材硬度 板材硬度 查阅 标准，制定测试方 标准， 案

各组阅读任务单、 各组阅读任务单、弄懂任务的具体要求制定 完成任务的初步计划 各项目

材料测试与研究方法思考与练习题

第一章 色谱分析

1. 气相色谱仪由哪几部分组成？ 2. 气相色谱的分离原理是什么。

3. 解释基线、保留值、死时间、保留时间和调整保留时间。 4. 热导池检测器的基本原理是什么？ 5. 根据色谱图可得到哪些信息？ 6. 简述柱温选择的原则。 7. 简述气相色谱分析的优缺点。 8. 简述色谱定量分析的依据 9. 简述对固定液的要求

10. 使用归一化方法定量时，应具有什么条件？ 11. 简述内标法使用条件和内标法特点。

12. 色谱定量分析时采用内标法，内标物选择的基本原则是什么？ 13. 比较热导池检测器和氢火焰检测器的优缺点。 14. 简述热导池气相色谱常用氢气作载气的原因。

第二章 紫外光谱分析

1、什么是波谱分析？分子的微观运动分为哪几种？分光光度计由哪几部分组成？

2、 什么是摩尔吸光系数？ 什么是百分吸收系数？ 3、电子的跃迁的类型有哪几种？各种跃迁的特点是什么？ 4、什么是生色团、助色团？什么是红移、蓝移？

5、影响紫外吸收波长的因素有哪些？影响规律各是什么？ 6、什么是R吸收带、K吸收带、E1、E2、B带？ 7、无机化合物紫外吸收光谱产生的原因有哪两个？ 8、用紫外光谱进行定性分析时应考

材料物理专业2013级《材料分析测试方法A》作业

第一章 电磁辐射与材料结构

一、教材习题

1-1 计算下列电磁辐射的有关参数：

（1）波数为3030cm-1的芳烃红外吸收峰的波长（?m）； （2）5m波长射频辐射的频率（MHz）； （3）588.995nm钠线相应的光子能量（eV）。

1-3 某原子的一个光谱项为45FJ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。 1-5 下列原子核中，哪些核没有自旋角动量？

12

C6、19F9、31P15、16O8、1H1、14N7。

1-8 分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中标明（001）、（002）和（003）面，并据此回答：

干涉指数表示的晶面上是否一定有原子分布？为什么？ 1-9 已知某点阵?a?=3?，?b?=2?，? = 60?，c∥a×b，试用图解法求r*110与r*210。 1-10 下列哪些晶面属于[111]晶带？

(111),(231),(231),(211),(101),(101),(133)。

二、补充习题

1、试求加速电压为1、10、100kV时，电子的波长各是多少？考虑相对论修正后又各是多

少？

第二章 电磁辐射与材料的相互作用

一、教材习题

2-2 下列各光子能量（eV）各在

材料测试与研究方法思考与练习题

第一章 色谱分析

1. 气相色谱仪由哪几部分组成？ 2. 气相色谱的分离原理是什么。

3. 解释基线、保留值、死时间、保留时间和调整保留时间。 4. 热导池检测器的基本原理是什么？ 5. 根据色谱图可得到哪些信息？ 6. 简述柱温选择的原则。 7. 简述气相色谱分析的优缺点。 8. 简述色谱定量分析的依据 9. 简述对固定液的要求

10. 使用归一化方法定量时，应具有什么条件？ 11. 简述内标法使用条件和内标法特点。

12. 色谱定量分析时采用内标法，内标物选择的基本原则是什么？ 13. 比较热导池检测器和氢火焰检测器的优缺点。 14. 简述热导池气相色谱常用氢气作载气的原因。

第二章 紫外光谱分析

1、什么是波谱分析？分子的微观运动分为哪几种？分光光度计由哪几部分组成？

2、 什么是摩尔吸光系数？ 什么是百分吸收系数？ 3、电子的跃迁的类型有哪几种？各种跃迁的特点是什么？ 4、什么是生色团、助色团？什么是红移、蓝移？

5、影响紫外吸收波长的因素有哪些？影响规律各是什么？ 6、什么是R吸收带、K吸收带、E1、E2、B带？ 7、无机化合物紫外吸收光谱产生的原因有哪两个？ 8、用紫外光谱进行定性分析时应考

铅笔硬度测试标准测试法

1 范围

1.1 本测试方法概述了一个用已知硬度的铅笔芯或绘图笔笔芯来对衬底上的有机涂层的硬度进行快速又花费少的判定的程序。

1.2 此标准不支持解决所有的安全问题，如果出现相关问题，请联系其具体用法。此标准的使用者有责任在使用前制定恰当的安全及健康实例并对规章有限性的适用程度进行判断。

2 测试方法概要

2.1 将涂层面板置于固定的水平面上。铅笔与涂层成45。角（指向测试人员的反方向）并将铅笔推离测试人员,画出长为1/4英寸（6.5毫米）的一笔。此过程从最硬的铅笔开始，然后到按硬度标准延伸至两终点中的任何一个：第一个终点，铅笔不会刺穿或凿入涂层（铅笔硬度），第二个终点，铅笔不会划伤涂层（划伤硬度）。

3 重要性及用途

3.1此测试方法在开发工作或在单一实验室中进行生产控制测试中非常有用。测试人员和实验室不同，测试结果也会有很大差异。应当尽可能将所使用的铅笔芯的硬度及测试技术标准化。如将此测试作为同意购买的基础，在由购买方与销售方共同商定采用一组仲裁铅笔的情况下，此测试方法会达到最大精确度。

4装置

4.1 一套符合下列硬度表的校准绘图铅笔芯（最好是）或同等的校准木铅笔芯：

6B-5B-4B-3B-2B-B-HB-F-H-2H-3H-4H

第一部分

1. X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射； （3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。

3. 什么叫―相干散射‖、―非相干散射‖、―荧光辐射‖、―吸收限‖、―俄歇效应‖、―发射谱‖、―吸

收谱‖？

4. X射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描

述它？

5. 产生X射线需具备什么条件？

6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？

7. 计算当管电压为50 kv时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波

限和光子的最大动能。

8. 特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同？某物质的K系荧光X射线波长是否等

于它的K系特征X射线波长？ 9. 连续谱是怎样产生的？其短波限?0限?khc1.24?103与某物质的吸收??eVVhc1.24?103有何不同（V和VK以kv为单位）？ ??eVkVk10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对x射线分析有何影响？反冲电子、光电子

和俄歇电子有何不同？

11. 试计算当管压为50k