一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font> 掌握塑料球壓痕硬度試驗(yàn)方法，了解球壓痕硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)\ 原理和使用方法
二、實(shí)驗(yàn)原理
塑料球壓痕硬度試驗(yàn)是把規(guī)定直徑的鋼球在試驗(yàn)負(fù)荷作用下，垂直壓入試樣表面并保持一定時(shí)間后，在負(fù)荷下測量壓痕深度，并求出壓痕面積，以單位面積上承受的力國際標(biāo)準(zhǔn)單位：N ／mm2 ，非標(biāo)準(zhǔn)單位：kg ／ mm2來表示硬度大小的試驗(yàn)。壓痕深度可以在儀器的指示表盤上直接讀得，鋼球的壓入情況如圖1 所示。
三、實(shí)驗(yàn)儀器及試樣
1．實(shí)驗(yàn)儀器
球壓痕硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖２所示，主要由機(jī)架、壓頭、加荷裝置、壓痕深度、指示儀表等組成，各機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求如下。
圖１ 球壓痕硬度試驗(yàn)示意圖
1硬度計(jì)的機(jī)架為剛性結(jié)構(gòu)，在*大負(fù)荷下，沿軸線方向的變量不大于0.05mm ，機(jī)架上帶有或升降的工作臺。
2升降工作臺的中心軸線與壓頭主軸線的同軸度不大于0．2mm。
3主軸線與升降工作臺面垂直，偏差不大于0 ．2％。
4硬度指示值準(zhǔn)確度為土4 ％。
5壓頭為淬火拋光的鋼球，直徑為5mm ，公差±0 ．5％以內(nèi)，硬度800Hv 。
6加荷裝置包括加荷杠桿、砝碼和緩沖器，通過調(diào)配砝碼可對壓頭施加下列負(fù)荷：
初負(fù)荷為：9．8N1kg
各級負(fù)荷允許誤差均為土1％。
圖２ 球壓痕硬度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖
緩沖器的作用是保證壓頭對試樣平穩(wěn)無沖擊加荷。
7壓痕深度指示儀表為測量壓頭壓入深度的裝置，在0一0．5mm 測量段內(nèi)，精度為0 ．005mm 。
8計(jì)時(shí)裝置能指示試驗(yàn)負(fù)荷全部加入后讀取壓痕深度的時(shí)間，計(jì)時(shí)量程不小于60s ，準(zhǔn)確度為±5 ％。
2．實(shí)驗(yàn)試樣
1試樣的外觀應(yīng)是平整、光滑、無氣泡、厚度均勻、無機(jī)械損傷及雜質(zhì)等。
2試樣尺寸50mm×50mm × 4mm 或φ50mm×4mm 。測量時(shí)，測量點(diǎn)中心與試樣邊緣距離不小于10mm ，各測量點(diǎn)中心之間的距離不小于10mm 。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1 按GB ／T1039—92 中的規(guī)定檢查和處理試樣，并按GB2918 — 82 調(diào)節(jié)試驗(yàn)環(huán)境。
2檢測各負(fù)荷下機(jī)架的變形量。由于在負(fù)荷下，機(jī)架也產(chǎn)生微量變形，從而使壓痕深度指示值大于實(shí)際壓痕深度，這樣就必須定期檢查各級負(fù)荷下機(jī)架的變形量。測定時(shí)卸下壓頭，升起工作臺位其與主軸接觸，加上初負(fù)荷，調(diào)節(jié)深度指示儀表為零，再加上試驗(yàn)負(fù)荷，直接由壓痕深度指示儀表中讀取相應(yīng)負(fù)荷下機(jī)架變形量h 2 mm 。
3根據(jù)材料硬度，選擇適宜的試驗(yàn)負(fù)荷，裝上壓頭，并把試樣放在工作臺上、使測試表面與加荷方向垂直，無沖擊加上韌負(fù)荷后，把深度指示儀表調(diào)到零點(diǎn)。
4 在2 一３s 內(nèi)將所選擇適宜的負(fù)荷平穩(wěn)加到試樣上，保持負(fù)荷30s ，立即讀取壓痕深度h1mm 。
5必須保證壓痕深度在0 ．15一0．35mm的范圍內(nèi)，若壓痕深度不在規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)改變試驗(yàn)負(fù)荷，使達(dá)到規(guī)定的深度范圍。
6每組試樣不少于兩塊，測量點(diǎn)數(shù)不少于10 點(diǎn)。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
1.球壓痕硬度值按下式計(jì)算。
式中 H——球壓痕硬度，N ／mm２
F——試驗(yàn)負(fù)荷、N
D一一鋼球直徑，mm
h一—校正機(jī)架變形后的壓痕深度，mm
h＝h 1—h2
hl——試驗(yàn)負(fù)荷下鋼球的壓入深度，mm
h2——儀器在試驗(yàn)負(fù)荷下機(jī)架變形量，mm
2.試驗(yàn)結(jié)果以一組試樣的算術(shù)平均值表示，取三位有效數(shù)字。
3.標(biāo)準(zhǔn)偏差可按下式計(jì)算。
式中X——單個(gè)試樣測定值
——一組試樣測定結(jié)果的算術(shù)平均值
n一一測定試樣個(gè)數(shù)
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)記錄的內(nèi)容
? 被測試材料的名稱、規(guī)格、來源及生產(chǎn)廠家。
? 試樣的形狀、尺寸和制備方法。
? 試驗(yàn)溫度、濕度、狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間及試驗(yàn)負(fù)荷。
? 試驗(yàn)次數(shù)及沒有達(dá)到規(guī)定壓痕深度范圍的測量次數(shù)。
? 球壓痕硬度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
? 試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員。
七、注意事項(xiàng)
? 試驗(yàn)時(shí)，必須保證所施加作用力與試樣表面垂直，試樣支承面必須與工作臺面接觸良好，試驗(yàn)過程中加荷應(yīng)平穩(wěn)，不得有任何沖擊和振動。
? 安裝壓頭或更換工作臺應(yīng)先預(yù)檢幾次，使儀器處于良好工作狀態(tài)，方可進(jìn)行正式硬度試驗(yàn)。
? 在施加韌負(fù)荷時(shí)，工作臺僅允許向上移動，直至初負(fù)荷施加完畢，不允許中途退回再向上移動，如上升時(shí)已超過允許偏移量，則下降工作臺，檢查原因。
? 被測試材料的硬度，必須在儀器測量范圍內(nèi)。若未知材料的硬度范圍，對負(fù)荷的選擇應(yīng)由小到大，逐級增加。
