塑料球压痕硬度试验
| 塑料球压痕硬度试验 |
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塑料球压痕硬度国家计量基准
中国计量科学研究院于1990年研制成功塑料球压痕硬度基准，1993年获国家技术监督局科技进步三等奖，1994年被批准为国家计量基准。 |
一、实验目的
掌握塑料球压痕硬度试验方法，了解球压痕硬度计的结构\ 原理和使用方法
二、实验原理
塑料球压痕硬度试验是把规定直径的钢球在试验负荷作用下，垂直压入试样表面并保持一定时间后，在负荷下测量压痕深度，并求出压痕面积，以单位面积上承受的力国际标准单位：N ／mm2 ，非标准单位：kg ／ mm2来表示硬度大小的试验。压痕深度可以在仪器的指示表盘上直接读得，钢球的压入情况如图1 所示。
三、实验仪器及试样
1．实验仪器
球压痕硬度计的结构如图２所示，主要由机架、压头、加荷装置、压痕深度、指示仪表等组成，各机构的技术要求如下。
图１ 球压痕硬度试验示意图
1硬度计的机架为刚性结构，在负荷下，沿轴线方向的变量不大于0.05mm ，机架上带有或升降的工作台。
2升降工作台的中心轴线与压头主轴线的同轴度不大于0．2mm。
3主轴线与升降工作台面垂直，偏差不大于0 ．2％。
4硬度指示值准确度为土4 ％。
5压头为淬火抛光的钢球，直径为5mm ，公差±0 ．5％以内，硬度800Hv 。
6加荷装置包括加荷杠杆、砝码和缓冲器，通过调配砝码可对压头施加下列负荷：
初负荷为：9．8N1kg
各级负荷允许误差均为土1％。
图２ 球压痕硬度计结构示意图
缓冲器的作用是保证压头对试样平稳无冲击加荷。
7压痕深度指示仪表为测量压头压入深度的装置，在0一0．5mm 测量段内，为0 ．005mm 。
8计时装置能指示试验负荷全部加入后读取压痕深度的时间，计时量程不小于60s ，准确度为±5 ％。
2．实验试样
1试样的外观应是平整、光滑、无气泡、厚度均匀、无机械损伤及杂质等。
2试样尺寸50mm×50mm × 4mm 或φ50mm×4mm 。测量时，测量点中心与试样边缘距离不小于10mm ，各测量点中心之间的距离不小于10mm 。
四、实验步骤
1 按GB ／T1039—92 中的规定检查和处理试样，并按GB2918 — 82 调节试验环境。
2检测各负荷下机架的变形量。由于在负荷下，机架也产生微量变形，从而使压痕深度指示值大于实际压痕深度，这样就必须定期检查各级负荷下机架的变形量。测定时卸下压头，升起工作台位其与主轴接触，加上初负荷，调节深度指示仪表为零，再加上试验负荷，直接由压痕深度指示仪表中读取相应负荷下机架变形量h 2 mm 。
3根据材料硬度，选择适宜的试验负荷，装上压头，并把试样放在工作台上、使测试表面与加荷方向垂直，无冲击加上韧负荷后，把深度指示仪表调到零点。
4 在2 一３s 内将所选择适宜的负荷平稳加到试样上，保持负荷30s ，立即读取压痕深度h1mm 。
5必须保证压痕深度在0 ．15一0．35mm的范围内，若压痕深度不在规定范围内，则应改变试验负荷，使达到规定的深度范围。
6每组试样不少于两块，测量点数不少于10 点。
五、实验结果及数据处理
1.球压痕硬度值按下式计算。
式中 H——球压痕硬度，N ／mm２
F——试验负荷、N
D一一钢球直径，mm
h一—校正机架变形后的压痕深度，mm
h＝h 1—h2
hl——试验负荷下钢球的压入深度，mm
h2——仪器在试验负荷下机架变形量，mm
2.试验结果以一组试样的算术平均值表示，取三位有效数字。
3.标准偏差可按下式计算。
式中X——单个试样测定值
——一组试样测定结果的算术平均值
n一一测定试样个数
六、实验或实验记录的内容
? 被测试材料的名称、规格、来源及生产厂家。
? 试样的形状、尺寸和制备方法。
? 试验温度、湿度、状态调节时间及试验负荷。
? 试验次数及没有达到规定压痕深度范围的测量次数。
? 球压痕硬度的平均值和标准偏差。
? 试验日期、试验人员。
七、注意事项
? 试验时，必须保证所施加作用力与试样表面垂直，试样支承面必须与工作台面接触良好，试验过程中加荷应平稳，不得有任何冲击和振动。
? 安装压头或更换工作台应先预检几次，使仪器处于良好工作状态，方可进行正式硬度试验。
? 在施加韧负荷时，工作台仅允许向上移动，直至初负荷施加完毕，不允许中途退回再向上移动，如上升时已超过允许偏移量，则下降工作台，检查原因。
? 被测试材料的硬度，必须在仪器测量范围内。若未知材料的硬度范围，对负荷的选择应由小到大，逐级增加。