機械工程材料實驗指導書

　　紅河學院機械系

　　實驗一硬度實驗

　　【實驗目的】

　　1.進一步加深對硬度概念的理解。

　　2.了解布氏、洛氏硬度計的構造和作用原理。

　　3.熟悉布氏硬度、洛氏硬度的測定方法和操作步驟。

　　【實驗設備及材料】

　　布氏硬度計、洛氏硬度計、讀數顯微鏡、試樣(鋼、鑄鐵或有色金屬)一組。

　　【實驗原理】

　　硬度計的原理是：將一定直徑球體壓入試樣表面，保持一定的時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑，用試驗力壓出一壓痕表面面積計算硬度。

　　1.布氏硬度(HB)以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2(N/mm2)，布氏硬度計適用于鑄鐵等晶粒粗大的金屬材料的測定。

　　2.洛氏硬度(HR)當HB大于450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計。

　　它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的硬度標尺HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。HRB：是采用100kg

　　載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

　　一、布氏硬度實驗

　　【布氏硬度計】THBS-3000DA采用電子自動加荷，計算機軟件編程，高倍率光學測量，采用自動數字式編碼器直接測量，測試結果LCD顯示。

　　圖1THBS-3000DA型布氏硬度試驗機

　　【試樣的技術條件】

　　1.試樣的試驗面，應制成光滑平面，不應有氧化皮及污物。試驗面應能保證壓痕直徑能精確測量，試樣表面粗糙度Ra值一般不應大于0.8μm。

　　2.在試樣制備過程中，應盡量避免由于受熱及冷加工對試樣表面硬度的影響。

　　3.布氏硬度試樣厚度至少應為壓痕深度的l0倍。

　　【實驗操作步驟】

　　1.將壓頭裝在軸孔內，旋轉壓頭緊定螺釘，先暫時將壓頭輕壓在軸心扁平處。

　　2.將試樣和工作臺的臺面揩擦干凈，將試樣穩固地放在工作臺上，然后轉動旋輪緩慢上升工作臺，并使壓頭與試樣接觸，旋緊固定螺釘，轉動旋輪，使壓頭與試塊脫離，壓頭安裝完成。

　　3.打開電源，顯示初始界面，按照表1選擇鋼球直徑，0.102F/D2和試驗力，保荷時間設為15秒。

　　4.準備就緒后施加載荷將鋼球壓入試樣。當試驗力接近自動加荷值時，儀器發出“嘟”聲，此時停止旋動旋輪，同時儀器進入自動加荷狀態，顯示屏右邊顯示向下的箭頭表示正在加載，運行達到所選力值時，試驗力保持時間開始，箭頭變成橫線同時保荷時間開始倒計時，待保荷時間結束進入卸荷狀態，顯示屏顯示向上箭頭，自動卸荷，卸荷結束，顯示屏上箭頭消失，杠桿回到起始位置。一次試驗結束。

　　5.轉動轉盤將光源的位置處于正前方，緩慢轉動旋輪，同時從目鏡中觀察壓痕的成像。

　　6、把物鏡轉到中央。旋轉眼罩，直至目鏡內的兩條細線都非常清晰。

　　7、觀察目鏡內的像質。用手輪進行對焦，直至壓痕的像非常清晰。

　　8、測微目鏡歸零：旋轉測量旋輪，使左、右兩側細線無限接近，中間僅留一條極微細微弱的光線，按使D1、D2值置零。然后旋轉測量旋輪把右側細線右移，將兩條細線分開。

　　9、測量：向左移動測微目鏡的細線定位鼓輪，使左邊的線剛好卡在壓痕直徑左端并與之垂直相切，此操作使兩根線一起移動。旋轉測量旋輪，使右邊細線剛好卡住壓痕直徑右端。按一下測量目鏡上的輸入鍵，LCD屏幕顯示D1的值，并自動轉到D2，要求輸入D2值。將測微目鏡旋轉90度，觀察目鏡內的像，此時細線應與壓痕另一條直徑垂直。旋轉細線定位旋輪，使之剛好卡住壓痕的上端與壓痕相切，此操作同時移動兩根線。旋轉測量旋輪，使下部細線剛好卡住壓痕的下端與壓痕相切。按一下測微目鏡上的輸入鍵輸入D2的值，系統自動進行硬度計算，此時硬度值一欄顯示測試結果。

　　10、按鍵進行硬度測試結果的打印。

　　表一硬度符號

　　鋼球直徑　　0.102F/D2　　試驗力F

　　HBW10/3000　　10　　30　　29400(3000)

　　HBW10/1500　　10　　15　　14700(1500)

　　HBW10/1000　　10　　10　　9800(1000)

　　HBW10/500　　10　　5　　4900(500)

　　HBW10/250　　10　　2.5　　2450(250)

　　HBW10/100　　10　　1　　980(100)

　　HBW5/750　　5　　30　　7350(750)

　　HBW5/125　　5　　5　　1225(125)

　　HBW2.5/187.5　　2.5　　30　　1839(187.5)

　　HBW2.5/62.5　　2.5　　10　　613(62.5)

　　【實驗注意事項】

　　1.試樣壓痕平均直徑d應在0.25D～0.6D之間，否則無效，應換用其他載荷做實驗。

　　2.壓痕中心距試樣邊緣距離不應小于壓痕平均直徑的2.5倍，兩相鄰壓痕中心距離不應小于壓痕平均直徑的4倍，布氏硬度小于35時，上述距離應分別為壓痕平均直徑的3倍和6倍。

　　二、洛氏硬度實驗

　　【洛氏硬度計】

　　THRS-150D數顯洛氏硬度計采用單片機控制技術，數碼管顯示，內置打印機，試驗力的施加、卸除、硬度值直接顯示自動化運行。

　　圖2THRS-150D型洛氏硬度試驗機

　　【實驗操作步驟】

　　表一：洛氏硬度標尺、壓頭、試驗力及應用范圍表

　　標尺

　　壓頭

　　試驗力

　　應用

　　A金剛石壓頭

　　588.4N(60kgf)

　　表面淬火鋼.

　　硬質合金鋼.薄鋼板.銅

　　D金剛石壓頭

　　980.7N(100kgf)

　　表面淬火剛.

　　硬質合金鋼.薄鋼板.銅

　　C金剛石壓頭

　　1471N(150kgf)

　　表面淬火剛.

　　硬質合金鋼.薄鋼板.銅

　　F硬質合金球頭1/16“588.4N(60kgf)

　　退火鋼軸承.

　　冷拉鋁合金.黃銅.

　　鈹青銅.

　　磷青銅

　　B硬質合金球頭1/16“980.7N(100kgf)

　　退火鋼.

　　軸承.

　　冷拉鋁合金.黃銅.

　　鈹青銅.

　　磷青銅

　　G硬質合金球頭1/16“1471N(150kgf)

　　退火鋼.

　　軸承.

　　冷拉鋁合金.黃銅.

　　鈹青銅.

　　磷青銅

　　H硬質合金球頭1/8“588.4N(60kgf)

　　軸承金屬.

　　研磨石料

　　E硬質合金球頭1/8“980.7N(100kgf)

　　軸承金屬.

　　研磨石料

　　K硬質合金球頭1/8“1471N(150kgf)

　　軸承金屬.

　　研磨石料

　　P硬質合金球頭1/4“588.4N(60kgf)

　　超軟金屬(例如.鋁.鋅.鉛)

　　M硬質合金球頭1/4“980.7N(100kgf)

　　超軟金屬(例如.鋁.鋅.鉛)

　　L硬質合金球頭1/4“1471N(150kgf)

　　超軟金屬(例如.鋁.鋅.鉛)

　　R硬質合金球頭1/2“588.4N(60kgf)

　　錫.塑料.紙板

　　S硬質合金球頭1/2“980.7N(100kgf)

　　錫.塑料.紙板

　　V硬質合金球頭1/2“注：洛氏硬度計標尺很多，常用的為A、B、C三種標尺。

　　1.被測試件表面應平整光潔，不得帶有污物、氧化皮、凹痕及顯著加工痕跡，試件的支承面和試臺應清潔，保持良好密合，試件的厚度約大于10倍壓痕深度。

　　2.根據試樣形狀和大小，選擇適宜工作臺，將試樣平穩地放在工作臺上。

　　3.面板簡介：HR為硬度單位。

　　A標尺對應試驗力588N，B標尺對應試驗力980N，C標尺對應試驗力1471N。

　　over鍵表示預先選定的硬度測試次數完成后，指示燈點亮，此時可打印記錄或可按H鍵顯示硬度平均值。

　　SETUP標尺選擇鍵。

　　NO測試次數鍵，按該鍵，保荷時間顯示窗口變為硬度測試次數預選窗口，增減按TIME+、TIME-鍵，測試次數預選少于20次，且每次測試第一點不記錄，不打印。

　　L.D硬度計出廠前調試鍵，用戶不用此鍵。

　　H硬度測試平均值鍵，只有當over鍵亮時，才能按此鍵求硬度平均值。

　　RESET復位鍵。刪除儲存的所有數據。

　　CLR清零鍵，消除當前輸入的錯誤，保留以前數據。

　　TIME+，TIME-保荷時間加減鍵。

　　PRINT打印鍵。

　　4.接通電源，啟動開關，面板顯示C標尺，保荷時間為5秒(測試次數為5次)，指示燈點亮。

　　5.根據試件技術要求按下選擇標尺(表一)。

　　6.順時針方向旋轉手輪，確定總試驗力。

　　7、按，鍵選擇保荷時間。

　　8、按鍵，再按，鍵選擇操作次數。

　　9、將壓頭安裝在測桿孔中，貼緊支承面，把壓頭緊固螺釘略為擰緊，將試件放在試臺上。

　　10、順時針旋轉旋輪，壓頭與試件接觸時，緩慢平穩上升絲桿，直至顯示窗口顯示295~305之間，硬度計開始加荷-保荷-卸荷，自動完成測試過程。

　　注意：如果顯示數值超過305，機器發出“嘀”聲報警。這時，下降絲桿，試件移動測試位置，重新進行測試。

　　11、按鍵打印試驗結果。

　　【實驗注意事項】

　　1.試樣兩相鄰壓痕中心距離或任一壓痕中心距試樣邊緣距離一般不小于3mm，在特殊情況下，這個距離可以減小，但不應小于直徑的3倍。

　　2.為了獲得較準確的硬度值，在每個試樣上的試驗點數應不小于三點(第一點不記)，取三點的算術平均值作為硬度值。對于大批試樣的檢驗，點數可以適當減少。

　　3.被測試樣的厚度應大于壓痕殘余深度的十倍，試樣表面應光潔平整，不得有氧化皮，裂縫及其他污物沾染。

　　4.要記住手輪的旋轉方向，順時針旋轉時工作臺上升，反之下降。特別在試驗快結束時，需下降工作臺卸除初載荷，取下試樣或調換試樣位置的時候，手輪不得轉錯方向，否則，手輪轉錯，使工作臺上升，就容易頂壞壓頭。

　　【實驗報告】

　　根據選用的實驗規范和記錄數據填寫下表

　　1.布氏硬度項

　　項目

　　材料

　　及熱

　　處理狀態

　　試驗規范

　　實驗結果

　　換算成洛氏硬度值

　　鋼球直徑

　　d/mm

　　載荷

　　F/N

　　0.102F/D2

　　第一次

　　第二次

　　均硬度值HBS

　　HRC

　　HRB

　　壓痕直徑d/mm

　　硬度值

　　HBS

　　壓痕直徑d/mm

　　硬度值HBS

　　2.洛氏硬度

　　項目

　　材料及熱處理狀態

　　試驗規范

　　測得硬度值

　　壓頭

　　總載荷

　　F/N

　　硬度標尺

　　第一次

　　第二次

　　第三次

　　平均硬度值

　　換算成布氏硬度值HBS

篇2:建筑材料實驗室崗位職責

—、教學崗位職責

1、教學內容應嚴格遵照各專業相關“建筑材料”課程的實驗教學大綱要求；

2、實驗前應認真做好實驗準備工作；

3、實驗時認真講解實驗的有關原理和實驗設備的操作規程；

4、認真指導學生進行實驗和對實驗數據的處理，便于學生順利完成實驗報告；

5、實驗結束后檢查實驗儀器設備，切斷電源開關、關閉水龍頭、關閉實驗室門窗后才能離開實驗室。

二、儀器設備保養維修崗位職責

1、實驗前認真檢查儀器設備工作情況是否良好，以保證實驗安全順利進行；

2、如發現儀器工作異常，應及時停用并檢查原因，排除故障；如暫且不能處理，應報請專人幫助解決，以確保實驗教學的正常進行；

3、定期檢查各儀器設備的工作情況是否正常，大型設備應定時上油潤滑防銹、保養及維修。

三、實驗室文件管理崗位職責

1、各專業“建筑材料”課程的教學大綱、實驗教學大綱、實驗報告書、實驗指導書、教學課表等文件應分類歸檔；

2、實驗設備的使用文件應分類歸檔；

3、學生實驗考試、考核成績按各專業、各年級分類歸檔；

4、儀器設備日常維修工作記錄應分期、分類歸檔；

5、對低值耐用品、易耗品應進行分類登記；

6、定期檢查相關文件的歸檔情況。

篇3:豐富感性實驗材料提高學生學習科學興趣

豐富感性實驗材料，提高學生學習科學的興趣

“興趣是最好的老師?！毙W生好奇心很強，即使是高年級的孩子，他們也不喜歡枯燥的講解，都希望課堂上能有盡可能多的時間親自動手實驗。要想提高學生學習科學的興趣，就要在教學中讓學生行動起來，要讓孩子們自己去活動、去操作，讓孩子們親歷探究活動或者讓他們自己親自動手實驗。在親身實踐中感知，會讓孩子們記憶深刻。例如，在教學“區分純凈水、白醋、白酒”這個實驗時，讓學生用看一看、聞一聞、嘗一嘗的方法，學生興趣盎然，學習積極性也被調動起來。

在培養學生學習興趣的同時，也要注重培養他們能夠在活動過程中通過自己的觀察、思考、發現，得出結論。很多學生認為科學比較難學，對于一些抽象的概念、復雜的推理判斷，他們總是記不牢，而且難以理解。這時教師就可以在課堂中利用趣味實驗，吸引學生的注意，調動學生的積極性，同時也可以幫助學生更好地理解強化科學知識，達到提高興趣、認識自然現象的目的。例如在教學《太陽系》一課時，為了讓學生更了解太陽系的家族成員和它們的大小，如果只是用簡單的文字說明，學生可能不感興趣，也比較難理解，于是，我借助多媒體技術設計了一個動畫的模擬太陽系家族，這樣，學生的學習興趣一下子就提高了，而且各大行星的大小，與太陽的距離等都一目了然。

充分調動學生的探究積極性，培養和提高學生的探究興趣是科學教學的一個重要任務。而注意是學生獲得知識的前提，只有把注意力集中到學習的對象上去，才能產生求知的欲望，這種強烈的求知欲正是學生的學習動機和學習興趣。而計算機多媒體技術，集語言、文字、聲音、圖形、動畫和視頻圖像于一體，創設悅耳、悅目、悅心的情境，直觀形象地感性材料，其生動性、趣味性深深吸引學生的注意，調動學生學習的積極性，激發學生的學習動機，從而提高教學效率。傳統教學方式主要靠粉筆、黑板、掛圖或模型，學生興趣小，而網絡環境中的科學課堂生動、形象、直觀，學生興趣濃厚。例如教學《鯽魚與青蛙》一課，在學生掌握了兩棲類和魚類的區別以后，訓練學生能否在眾多的動物中判斷哪些是兩棲類，哪些是魚類。這時可以在電腦上出示“把它們送回家”的題目，讓學生以游戲的形式“拖拽”兩棲類和魚類到相應的欄里，同時，對學生容易分錯的動物大鯢（娃娃魚），配上了生動的文字、圖片加以介紹，這樣，既引發了學生的興趣，又強化了科學知識，一舉兩得，何樂而不為呢。

太陽系,小學生,多媒體,純凈水,好奇心