硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)室位于博學(xué)樓A103室，占地面積35.2㎡，主要設(shè)備有三臺(tái)洛氏硬度計(jì)、兩臺(tái)維氏硬度計(jì)和兩臺(tái)布氏硬度計(jì)，設(shè)備儀器總價(jià)值14.7萬(wàn)元。該實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)用于評(píng)估金屬材料及其他材料表面的硬度，描述材料抵抗變形的能力。主要承擔(dān)《材料性能學(xué)實(shí)驗(yàn)》《金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)》《專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)II》等實(shí)驗(yàn)課程。

圖1 硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

洛氏硬度計(jì)的工作原理是在規(guī)定的條件下，將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質(zhì)合金球）分兩個(gè)步驟壓入試樣表面，然后卸除主試驗(yàn)力，在初試驗(yàn)力下測(cè)量壓痕殘余深度h，以壓痕殘余深度h代表硬度的高低。洛氏硬度計(jì)廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)，用于材料硬度評(píng)估、質(zhì)量控制和研究開(kāi)發(fā)。它具有測(cè)量準(zhǔn)確性、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣和便攜性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

圖2 洛氏硬度計(jì)

維氏硬度計(jì)是一種利用金剛石方錐壓頭來(lái)測(cè)試材料硬度的儀器。在測(cè)試時(shí)，它使用一個(gè)相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石壓頭，在規(guī)定負(fù)荷下壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后卸載負(fù)荷，測(cè)量壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，再利用公式計(jì)算硬度值。維氏硬度計(jì)適用于從很軟的材料到很硬的材料的硬度測(cè)試，它的試驗(yàn)力比較多，可以檢測(cè)多種硬度范圍的材料，包括金屬、合金、硬質(zhì)材料、涂層等。它特別適用于測(cè)試小型精密零件的硬度、表面硬化層硬度和有效硬化層深度、鍍層的表面硬度等。維氏硬度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)力范圍寬廣，可測(cè)試不同硬度的材料；壓痕輪廓清晰，測(cè)量精度高；硬度值與試驗(yàn)力的大小無(wú)關(guān)，具有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)尺。它的缺點(diǎn)是測(cè)試效率相對(duì)較低；對(duì)試樣表面的光潔度要求較高；操作相對(duì)復(fù)雜，需要一定的技術(shù)。

圖3 維氏硬度計(jì)

布氏硬度計(jì)通過(guò)將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬表面，并保持一定的時(shí)間，然后卸荷，測(cè)量被測(cè)表面壓痕直徑來(lái)確定硬度值。布氏硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。布氏硬度計(jì)通常用來(lái)檢驗(yàn)鑄鐵、有色金屬、低合金鋼等原材料和調(diào)質(zhì)件、熱處理之前或退火后的鋼鐵等較軟的材料，不適宜測(cè)定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。布氏硬度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，壓痕面積大，能在較大范圍內(nèi)反映材料的平均硬度，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)；缺點(diǎn)是不能測(cè)試較硬的材料，壓痕大導(dǎo)致不適于成品檢驗(yàn)。

圖4 布氏硬度計(jì)