材料物理性能
实 验 指 导 书
张小敏 编著
金陵科技学院材料工程学院监制
二零一六年九月
前 言
《材料物理性能综合训练实验指导书》根据材料物理性能检验教学大纲编写的。本指导书结合现有的实验设备编排了个基础实验，本书叙述的实验操作是按照实验室自身设备情况和设备使用说明书编写的，实验实施性强、操作规范、操作方法正确。本书的数据处理参照相应的标准和规定编写的。材料物理性能实验是重要的教学环节，通过物理性能实验可以引导学生了解实验原理及实验设备，有助于学生对金属及合金的物理性能与成分、组织、结构之间的关系进一步了解，有助于学生掌握有关的物理性能的测量手段。
目 录
实验一：洛氏硬度实验 ........................................................................................................ - 4 - 实验二：碳纤维复合材料和硅片的导电性测定 ................................................................ - 9 - 实验三：胶黏剂拉伸剪切强度的测定方法 .......................................... 错误！未定义书签。 实验四：树脂基复合材料热变形温度及维卡软化点的测定 .............. 错误！未定义书签。 实验五：保温复合材料导热系数测定 .............................................................................. - 20 -
实验一：洛氏硬度实验
实验学时：4 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的
1. 了解洛氏硬度计的构造及应用范围。 2．熟悉洛氏硬度计的操作方法。 二、实验内容
用洛氏硬度计测试金属的洛氏硬度。 三、实验原理、方法和手段
硬度试验操作简便，对工件损伤小，可在零件上直接测试，故在生产实践中应用很普遍。硬度所表征的不是一个确定的物理量，它是衡量材料软硬程度的一种性能指标。硬度值的意义随试验方法而不同。硬度试验基本上可分为压入法和刻划法。对于以压入法进行的硬度试验，其硬度值是表示材料抵抗另一物体压入其表面的能力，洛氏、布氏和维氏硬度都属于压入法硬度试验。 （一）洛氏硬度试验法。
1.洛氏硬度是以压痕的深度来表示 材料的硬度值。图1-1为洛氏硬度试验 原理图。
测试洛氏硬度时，用规定的压头， 先后施加两个负荷：预负荷F0和主负 荷F1。总负荷F= F0+F1。图1-1中， 0-0位置为未加负荷时的压头位置；l-l 位置为施加10kg预负荷后的位置，压 入深度为h1；2-2位置为加上主负荷后
的位置，此时压入深度为h2；3-3位置 图 1-1 洛氏硬度试验原理 为卸除主负荷后由于弹性变形的恢复而
使压头略微提高的位置，此时压头的实际压入深度为h3。由主负荷引起的残余压入深度
h=h3-h1，用此来衡量金属硬度值的大小。若直接用h来表示硬度，则会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值反而大的现象。不符常规。为了适宜人们认为数值愈大硬度值愈高的习惯概念，人为规定，用一常数K减去h来表示硬度的太小，并规定每0.002mm为一个洛氏硬度单位。因此，洛氏硬度值的计算公式可写成：
HR?K?(h3?h1)
0.002式中：h1—预加负荷压入试样的深度(mm)； h3—卸除主负荷后压人试样的深度(mm)；
K一常数。A和C标尺K=0.2mm，B标尺K=0.26mm。 因此，洛氏硬度值的计算公式还可以写成：
HRC (或HRA)?100?h3?h1 0.002HRB ?130-h3-h10.002
试验时，可选用不同的压头和不同的主负荷，洛氏硬度标尺也随之变化。表1为各种洛氏标尺及试验条件。
表 1 各种洛氏标尺及实验条件
标 尺 符 总 负 荷 （ 公 斤 号 力 ） 头 压 金刚石 120°圆锥 A D C 钢球1/16″ F B G 钢球1/8″ H E K 钢球1/4″ 钢球1/2″ 60 100 150 L M P R S V 表1 中最常用的是HRA 、HRB、HRC等三种。表2为这三种洛氏硬度标尺的试验条件和应用。
表 2 三种洛氏硬度标尺的试验条件和应用
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2016材料物理性能实验指导书汇总
