代表性差，由于材料中有偏析及组织不 均匀等缺陷，致使所测硬度值重复性差 分散性大。
由于洛氏硬度试验所用载荷较大，
4-2 洛氏硬度试验原理图 不宜用来测定极薄工件及氮化层、金属
a)用金刚石圆锥体压头的试验过程 镀层等的硬度。
b)HRC及HRC硬度值的图解 c)HRB硬度值的图解 四、实验步骤
1、了解各种硬度计的构造原理，学习操作规程及安全事项，掌握操作方法； 2、对各种试样选择合适的硬度试样方法，确定试验条件。并根据试验条件更换压头及砝码，根据试样形状更换工作台； 3、用标准硬度块校验硬度计；
4、测定各种试样的硬度，记录试验结果。 五、对实验报告的要求
1、说明本实验使用的各种硬度计的型号及操作规程；
2、分析各种试样的硬度试验方法与试验条件的选择原则，并附硬度试验结果； 3、说明各种硬度值表示方法的含义。
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实验三 金属冲击试验
一、实验目的
1. 掌握常温下金属冲击试验方法；
2. 了解冲击试验机结构、工作原理及正确的使用方法。 二、实验仪器及设备 1. 摆锤式冲击试验机 2. 游标卡尺
三、实验原理
金属冲击试验是一种动态力学试验。它将具有一定形状和尺寸的带有U型或V型缺口的试样，在冲击载荷作用下折断，以测定其冲击吸收功AK和冲击韧性值ak的一种试验方法。
冲击试验通常在摆锤式冲击试验机上进行，其原理如图3-1所示。试验时将试样放在试验机支座上，使之处于简支梁状态。首先将摆锤举起至A位置，其预扬角为α，释放摆锤冲断试样后，摆锤扬到C位置其扬角为β。
3-1冲击试验原理图
设在A处摆锤具有的能量为EA，
EA＝PH＝Pl(1-cosα)
式中P——摆锤的重力 l——摆锤旋转轴到摆心的距离
试样冲断后，摆锤扬至C处，其能量为EC，
EC=Ph=pl(1-cosβ)
如果忽略空气阻力等各种能量损失，则冲断试样所消耗的能量（即试样的冲击吸收功）为：
AK=Pl(cosβ－cosα)
AK的具体数值可根据β角的大小直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位为J。将冲击吸收功AK除以试样缺口底部的横截面积SN所得的商，就是金属材料的冲击韧性值aK，即
aK=AK/SN
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aK的单位通常为J/cm 。
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对于金属夏比U型缺口和V型缺口试样的冲击吸收功分别用AKU和AKV表示，它们的冲击韧性值分别用aKU和aKV表示。 四、实验步骤
根据国家标准规定，冲击试样可使用夏比U 型缺口和夏比V型缺口两种试样。这两种试样的 标准形状尺寸分别如图3-2a和b所示。试样尺寸 为10×10×55mm，缺口深度为2mm.尺寸偏差及表 面粗糙度应符合图3-2中的规定。
试验操作中应注意以下要点：
1） 试验时应检查试样尺寸，所用的量具精度 不应低于0.02mm。
2） 试样前应检查摆锤空打时指针是否指零， 其偏差超过最小分度值的1∕4.
3） 试样应紧贴支座放置，并使摆锤的刀刃打 击在背向缺口的一面。应使用试样机所带的样规来 放试样，以保证试样缺口位于两支座的中心。其偏 差不大于0.05mm。
4） 常规冲击试验的温度一般应为10-35℃. 5） 每一种条件下的冲击试样应不少于3个试 样。试验数据至少保留两位有效数字。 五、对实验报告的要求
1、画出冲击试样形状及尺寸，并注明材料牌号及 其热处理状态。
2、整理试验数据，确定其Αk及ak值。
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3-2a U型缺口冲击试样
拉伸实验记录表
试验材料 热处理状态 拉伸前的数据 直径d0（mm） 标距L0 （mm） (1) (2) 平均 (1) (2) 平均 (1) (2) 平均 横截面Ⅰ 横截面Ⅱ 横截面Ⅲ 最小横截面面积A0 （mm） 2 拉伸过程中的数据 屈服载荷FC(N) 最大载荷Fb(N) 拉断试样后的数据 断裂处直径d1（mm） 标距L1 （mm） (1)
(2)
平均
断裂处截面积A1（mm） 2
思考题
1．计算Q235的屈服强度、抗拉强度值、伸长率和收缩率。 2．试述低碳钢与铸铁在拉伸曲线上的区别，并简述原因。
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表4－1各种试样的布氏硬度值
试样 材料 压头 热处理状态 布氏硬度值 HB 负荷（kgf） 初负荷 总负荷 硬度值 表4－2各种试样的洛氏硬度值
材料及热处理状态 六、思考题
1、今有如下工件，需测定硬度。试说明采用何种硬度试验法为宜？ 渗碳层、灰铸铁、氮化层、淬火钢球、高速钢刀具、硬质合金 2、试比较布氏、洛氏硬度的优缺点及应用范围。
布氏硬度试验使材料表面压痕较大，故不宜测试成品或薄片金属的硬度。通常用于测定、有色金属、低合金结构钢等毛坯材料的硬度。
洛氏硬度用于测量的硬度范围为20-67，而且压痕很小，几乎不损伤工件表面，故可用于测定淬火钢、调质钢等成品件的硬度。
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