维氏硬度试验机的结构如图7所示。【操作规程】（1）旋转变换手轮，选择试验力。选择好欲加载荷后，选择合适的载荷保留时间。（2）选择适当的装夹工具将试样安置在仪器工作台上。（3）调焦。将10倍物镜转至试样正上方，缓慢转动手轮，可看到视场逐渐变得明亮先看到模糊的灯丝象，然后再看到试样的表面象，直到将表面象调至最清晰为止。转动盘山40*物镜10*物镜灯炮储存盒压头负载控制盘HV/HK转换加载时间载物台?移动手柄a试验力CDI,D2显示硬度值册除调节手轮放大倍数打印开始测量显示控制面板清零图7维氏硬度试验机的结构（4）转动工作台上纵横向微分筒，在视场里找出试样需测试部位。（5）将金刚石角锥体压头转至试样表面正上方。（6）加荷。按加荷键、仪器开始加载、保载、卸载，将预先选好的物镜转至试样正上方，调节转动手轮，使压痕在显微镜下清晰成像。（7）通过目镜观察，旋转测微仪上的手轮，移动测微仪中的两条长刻线，待两条刻线完全重合时，按清零键，即进入记数状态。（8）旋转微动手柄，使测微计的一条刻线与压痕的一角相切，移动另一条刻线与压痕另一角相切，按下读数键，对角线di测量完成；将目镜顺时针转动90°，测量对角线d2，再次按下读数测量按钮，主屏幕显示本次测量的值。一次试验结束。(9）重复5~8的测量步骤，可对同一物体测量不少于6点硬度值。【注意事项】（1）试样表面的规定。试样的表面应该是光滑平面，不应有氧化层及污物。试验面粗糙度必须保证压痕对角线能精确地测量。(2)试样厚度的规定。试样（或试验层）的厚度至少应为压痕对角线平均长度的1.5倍。试验后，试样支撑面不应出现可见变形痕迹
维氏硬度试验机的结构如图 7 所示。 【操作规程】 （1）旋转变换手轮，选择试验力。选择好欲加载荷后，选择合适的载荷保留时间。 （2）选择适当的装夹工具将试样安置在仪器工作台上。 （3）调焦。将 10 倍物镜转至试样正上方，缓慢转动手轮，可看到视场逐渐变得明亮， 先看到模糊的灯丝象，然后再看到试样的表面象，直到将表面象调至最清晰为止。 图 7 维氏硬度试验机的结构 （4）转动工作台上纵横向微分筒，在视场里找出试样需测试部位。 （5）将金刚石角锥体压头转至试样表面正上方。 （6）加荷。按加荷键，仪器开始加载、保载、卸载；将预先选好的物镜转至试样正上 方，调节转动手轮，使压痕在显微镜下清晰成像。 （7）通过目镜观察，旋转测微仪上的手轮，移动测微仪中的两条长刻线，待两条刻线 完全重合时，按清零键，即进入记数状态。 （8）旋转微动手柄，使测微计的一条刻线与压痕的一角相切，移动另一条刻线与压痕 另一角相切，按下读数键，对角线 d1测量完成；将目镜顺时针转动 90°，测量对角线 d2，再 次按下读数测量按钮，主屏幕显示本次测量的值。一次试验结束。 （9）重复 5～8 的测量步骤，可对同一物体测量不少于 6 点硬度值。 【注意事项】 （1）试样表面的规定。试样的表面应该是光滑平面，不应有氧化层及污物。试验面粗 糙度必须保证压痕对角线能精确地测量。 （2）试样厚度的规定。试样（或试验层）的厚度至少应为压痕对角线平均长度的 1.5 倍。 试验后，试样支撑面不应出现可见变形痕迹
（3）两相邻压痕中心距离及任一压痕中心至试样边缘距离的规定。对黑色金属，两相邻压痕中心间距或任一压痕中心距试样边缘距离应不小于压痕对角线平均值的5倍。（4）测量压痕平均对角线长度的规定。卸除试验力后，测量压痕的对角线长度。两对角线长度之差不应超过短对角线长度的2%。（5）试验力保持时间的规定。试验时应均匀平稳地施加试验力，不得有冲击和震动。试验力的保持时间黑色金属为10~5s，有色金属为302s，如另有要求时间可以延长，其偏差为±2s。（6）测定非平面度的修正规定。试样为球面式圆柱面时，则所测之值应加以修正。即需将所得之值乘修正系数。【实验用设备、仪器和材料】（1）实验设备、仪器。布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计、读数显微放大镜。（2）实验材料。标准硬度块若干，45钢退火态硬度试样若干，45钢淬火态硬度试样若干。【实验内容】4.1布氏硬度测量取45钢退火态硬度试样一个，用布氏硬度计打出压痕，并用读数显微放大镜从相互重直的两个方向上测量压痕直径，取其平均值，查附表求得HBW值，将数据填入表3中。表3布氏硬度实验结果实验规范实验材实验结果料 (钢压头压痕直径d (mm)载荷P载荷保号、尺直径硬度F/D2类持时间(kgf 或D（平寸、状值(mmdid2均)型N)(s)态))4.2洛氏硬度测量取45钢火态硬度试样一个，用洛氏硬度计测量硬度值，将数据填入表4中。4.3维氏硬度测量取45钢火态硬度试样一个，用维氏硬度计测量硬度值，将数据填入表5中
（3）两相邻压痕中心距离及任一压痕中心至试样边缘距离的规定。对黑色金属，两相 邻压痕中心间距或任一压痕中心距试样边缘距离应不小于压痕对角线平均值的 5 倍。 （4）测量压痕平均对角线长度的规定。卸除试验力后，测量压痕的对角线长度。两对 角线长度之差不应超过短对角线长度的 2%。 （5）试验力保持时间的规定。试验时应均匀平稳地施加试验力，不得有冲击和震动。 试验力的保持时间：黑色金属为 10～5s，有色金属为 30±2s，如另有要求时间可以延长，其 偏差为±2s。 （6）测定非平面度的修正规定。试样为球面式圆柱面时，则所测之值应加以修正。即 需将所得之值乘修正系数。 【实验用设备、仪器和材料】 （1）实验设备、仪器。布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计、读数显微放大镜。 （2）实验材料。标准硬度块若干，45 钢退火态硬度试样若干，45 钢淬火态硬度试样若 干。 【实验内容】 4.1 布氏硬度测量 取 45 钢退火态硬度试样一个，用布氏硬度计打出压痕，并用读数显微放大镜从相互垂 直的两个方向上测量压痕直径，取其平均值，查附表求得 HBW 值，将数据填入表 3 中。 表 3 布氏硬度实验结果 实验材 料（钢 号、尺 寸、状 态） 实验规范 实验结果 压头 F/D2 载荷 P （kgf 或 N） 载荷保 持时间 （s） 压痕直径 d（mm） 硬度 值 类 型 直径 （mm ） d1 d2 D（平 均） 4.2 洛氏硬度测量 取 45 钢淬火态硬度试样一个，用洛氏硬度计测量硬度值，将数据填入表 4 中。 4.3 维氏硬度测量 取 45 钢淬火态硬度试样一个，用维氏硬度计测量硬度值，将数据填入表 5 中
表4洛氏硬度实验结果实验材料洛氏硬(钢号、实验规范实验结果度标尺状态)总载荷平均硬度压头第1次第2次第3次(kgf 或值N)表5维氏硬度实验结果试验力压痕对角线长d（mm）平均硬度硬度值(HV)(N)12(HV)平均值【实验报告要求】(1）简述布氏、洛氏和维氏硬度试验原理。（2）简述试验所用布氏硬度机的型号、选择试验条件的原则、操作规程和注意事项。（3）简述试验所用洛氏硬度机的型号、选择试验条件的原则、操作规程和注意事项。（4）简述试验所用维氏硬度机的型号、选择试验条件的原则、操作规程和注意事项。（5）将各试样的硬度测量结果填入上述表中。思考题1洛氏硬度实验时为什么要先加初载荷？2维氏硬度检测法为什么选择面角136°的角锥体？3为什么维氏硬度测试不同的材料不需要更换压头？附录：使用读数显微镜测试压痕的直径的方法和步骤
表 4 洛氏硬度实验结果 实验材料 （钢号、 状态） 洛氏硬 度标尺 实验规范 实验结果 压头 总载荷 (kgf 或 N) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 平均硬度 值 表 5 维氏硬度实验结果 试验力 （N） 压痕对角线长 d（mm） 硬度值（HV） 平均硬度 1 2 平均值 （HV） 【实验报告要求】 （1）简述布氏、洛氏和维氏硬度试验原理。 （2）简述试验所用布氏硬度机的型号、选择试验条件的原则、操作规程和注意事项。 （3）简述试验所用洛氏硬度机的型号、选择试验条件的原则、操作规程和注意事项。 （4）简述试验所用维氏硬度机的型号、选择试验条件的原则、操作规程和注意事项。 （5）将各试样的硬度测量结果填入上述表中。 思考题 1 洛氏硬度实验时为什么要先加初载荷? 2 维氏硬度检测法为什么选择面角 136°的角锥体？ 3 为什么维氏硬度测试不同的材料不需要更换压头？ 附录：使用读数显微镜测试压痕的直径的方法和步骤
（1）将读数显微镜置于试样上，在长镜筒的缺口处用自然光或灯光照明，在视场中应同时看清分划板上的字和刻线，如果感觉压痕不清晰，可转动目镜调节套调至清晰。(2）测量时，转动读数鼓轮，在读数鼓轮的圆周上刻有0~90的数字和100格线条，每一小格为0.01mm，转动鼓轮一圈为1mm（或每一小格为0.005mm，转动鼓轮一圈为0.5mm)。（3）测量时先将一刻线的内侧与压痕直径一边相切，记录测得的数据，然后再转动鼓轮，移动刻线到压痕的直径的另一边，用刻线的内侧与压痕直径相切，再记录测得的数据则压痕直径为两次读数之差。将读数显微镜旋转90°，在压痕垂直方向按上述方法测量，得到压痕的另一直径，两次压痕的平均值即为直径的长度
（1）将读数显微镜置于试样上，在长镜筒的缺口处用自然光或灯光照明，在视场中应 同时看清分划板上的字和刻线，如果感觉压痕不清晰，可转动目镜调节套调至清晰。 （2）测量时，转动读数鼓轮，在读数鼓轮的圆周上刻有 0～90 的数字和 100 格线条， 每一小格为 0.01mm，转动鼓轮一圈为 1mm（或每一小格为 0.005mm，转动鼓轮一圈为 0.5mm）。 （3）测量时先将一刻线的内侧与压痕直径一边相切，记录测得的数据，然后再转动鼓 轮，移动刻线到压痕的直径的另一边，用刻线的内侧与压痕直径相切，再记录测得的数据， 则压痕直径为两次读数之差。将读数显微镜旋转 90°，在压痕垂直方向按上述方法测量，得 到压痕的另一直径，两次压痕的平均值即为直径的长度
3金相样品制备的一般方法计划学时：4学时本实验通过对45钢和球墨铸铁试样的金相制作过程，要求学生掌握基本的金相试样制备方法。【实验目的】（1）学会金相试样的制备方法。（2）了解金相试样制备的其他方法。【实验原理】随着科学技术的发展，研究金属材料内部组织的手段也在不断增加。然而光学金相显微分析仍然是最基本的方法。光学金相显微分析的第一步是制备试样，将待观察的试样表面磨制成光亮无痕的镜面，然后经过浸蚀才能分析组织形态。如因制备不当，在观察面上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响正确的分析。因此制各出高质量的试样对组织分析是很重要的。金相试样制备过程一般包括：取样、磨制、抛光、浸蚀等工序。2.1取样2.1.1取样部位及磨面（观察面）的选择根据被检验金属材料或零件的特点、加工工艺及研究目的进行选择。如：（1）研究零件破裂原因时，应在破裂部位取样，再在离破裂处较远的部位取样，以作比较。（2）从研究铸造合金时，由于组织不均匀，从铸件表层到中心必须分别截取几个样品。（3）研究轧制材料时，如研究夹杂物的形状、类型、材料的变形程度、晶粒拉长的程度、带状组织等，应在平行于轧制方向上截取纵向试样；如研究材料表层的缺陷、非金属夹杂物的分布，应在垂直轧制方向上截取横向试样。（4）研究热处理后的零件时，因组织较均匀，可任选一断面试样。若研究氧化、脱碳、表面处理（如渗碳）的情况，则应在横断面上观察。2.1.2试样的切取方法取时应保证不使试样观察面的金相组织发生变化。软材料可用锯、车、刨等方法切取，硬材料可用水冷砂轮切片机、电火花切割等方法切取，硬而脆的材料（如白口铸铁），也可用锤击法获取。2.1.3试样尺寸以具体情况而定。一般可取高为10~15mm，直径10~15mm的圆柱形；方形试样边长为10~15mm为宜
3 金相样品制备的一般方法 计划学时：4 学时 本实验通过对 45 钢和球墨铸铁试样的金相制作过程，要求学生掌握基本的金相试样 制备方法。 【实验目的】 （1）学会金相试样的制备方法。 （2）了解金相试样制备的其他方法。 【实验原理】 随着科学技术的发展，研究金属材料内部组织的手段也在不断增加。然而光学金相显 微分析仍然是最基本的方法。 光学金相显微分析的第一步是制备试样，将待观察的试样表面磨制成光亮无痕的镜面，然后 经过浸蚀才能分析组织形态。如因制备不当，在观察面上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或 浸蚀过深过浅都会影响正确的分析。因此制各出高质量的试样对组织分析是很重要的。 金相试样制备过程一般包括：取样、磨制、抛光、浸蚀等工序。 2.1 取样 2.1.1 取样部位及磨面（观察面）的选择 根据被检验金属材料或零件的特点、加工工艺及研究目的进行选择。如： （1）研究零件破裂原因时，应在破裂部位取样，再在离破裂处较远的部位取样，以作比较。 （2）从研究铸造合金时，由于组织不均匀，从铸件表层到中心必须分别截取几个样品。 （3）研究轧制材料时，如研究夹杂物的形状、类型、材料的变形程度、晶粒拉长的程度、 带状组织等，应在平行于轧制方向上截取纵向试样；如研究材料表层的缺陷、非金属夹杂物 的分布，应在垂直轧制方向上截取横向试样。 （4）研究热处理后的零件时，因组织较均匀，可任选一断面试样。若研究氧化、脱碳、表 面处理（如渗碳）的情况，则应在横断面上观察。 2.1.2 试样的切取方法 取时应保证不使试样观察面的金相组织发生变化。软材料可用锯、车、刨等方法切取； 硬材料可用水冷砂轮切片机、电火花切割等方法切取；硬而脆的材料(如白口铸铁)，也可用 锤击法获取。 2.1.3 试样尺寸 以具体情况而定。一般可取高为 10～15mm，直径 10～15mm 的圆柱形；方形试样边 长为 10～15mm 为宜