物理老师在本版的问题回答摘录！！！！

沧海青城

2013/12/27

私聊

试验机/硬度计

1、有没有遇到过屈服强度采集不准确的情况？试验机未采集出上屈服，但是人工查找曲线，发现有上屈服，只不过不是特别明显，这种情况一般如何处理呢？

有屈服，但试验机未采集出屈服，是试验机采样速率太慢造成的，人工查找曲线，发现有上屈服，只不过不是特别明显，这种情况一般把上屈服和Rp0.2同时给出，并附上曲线。

2、洛氏硬度标尺选择：

①、可以根据厚度和材料的硬度来选择。

②、告诉他，你的样品不符合要求，与他商量打维氏或打表面洛氏硬度。50-60HRB相当于90-105Hv，
3、关于结果是否修正：结果应该报50.0HRB，经校准合格的设备，不必每次都将偏差修正。
4、关于镀锡板硬度大家有没有做过？您是做钢的硬度，还是做锡的硬度？

5、R值

r值是塑性应变比，表示在拉伸试验中，宽度方向的真实塑性应变与厚度方向的真实塑性应变之比。

6、如何确定热影响区？

可以用维氏硬度来确定热影响区。

7、怎样测量热影响区？

用显微硬度计在试样上做硬度试验，每隔1mm打一点，热影响区、焊缝、母材硬度相差很大，当硬度值突变时，这个界限就找到了。

8、减小里氏硬度误差应注意什么？

保证金属材料光洁度，应该在RA小于7um,表面光洁度越好，从而硬度值精确度越高; Ra为7um，已经是很粗糙了。

9、拉伸试验的难点有哪些？

拉伸试验时，变形测量有点难，一是引伸计精度要高，第二，曲线弹性段如果不直，需要手工修正。还有一个难点是弹性模量的测量，应变测量非常难，不容易测准。其次就是高温、低温拉伸的变形测量。

10、手工修正试验曲线的方法有哪些？

手工修正有两种方法：一是用鼠标改变参考斜线的角度，找出最符合拉伸曲线直线段的斜率，当然这需要软件有这功能。二是先打印出曲线图，在图上用笔修正。

11、自己描试验曲线误差有多大呢？

应该比计算机的误差要小，因为直线段不直，计算机不会修正。要注意的是放大倍数要100倍以上为好。

12、如何准确测准弹性模量？

想测准弹性模量一般需双引伸计。连体的两个引伸计对称放置，输出的是一个平均信号，这样测得比较真实。

13、夏比冲击试验中，最低温度做到多少？

可做到-190度，在液氮中浸泡后拿到冲击机上，因为液氮温度是-196度，所以到试验机上上升几度。

14、将试样直接放进液氮，用什么夹持试样的工具？

竹夹子也可以，金属钳也可以，但与试样接触部分需要和试样同时冷却，以免热量损失。

15、有比液氮还冷的东西没呢？

液氦-269度，液氢-253度，和液氮相近的液氩-187度，液氧-183度

16、做塑料压缩的试验机？

一般塑料压力试验，有200kg就足够了，100吨的试验机做试验，出的数据自己都不信，在试验机上串一个小传感器，这个办法可行。

17、有些做塑料的压力试验是将整个产品从固定的位置做压力，这样比对的结果是否可信呢？

塑料压缩标准规定要做成标准样品进行试验，如加工成直径为12.7mm，长20mm的圆柱，压缩强度测不出来，因为越压越扁，最后成了鼓形，只能测其塑性变形后的强度，如塑性延伸强度。

18、是否有定期的对力值进行测试呢？

力值是要经常测的，做重要试验前后都要测一次，仲裁试验前也要测，期间核查要做很多次。

19、做黑色金属和有色力学试验的差别？

不同点在于：1.有色金属价格高，因此试样加工的尽量小，一般直径5mm的居多，有时还加工成直径3mm的。相应的引伸计的标距就小。2.有色金属无屈服点，测的都是Rp0.2，3.有一部分有色金属直线段不直，测量弹性模量和规定塑性延伸强度不准，需要用特殊技术来做。

20、测量弹性模量和规定塑性延伸强度不准用的特殊技术？

GBT228规定的滞后环法和逐步逼近法。

21、有色金属布氏硬度达到300多？

钛合金的布氏硬度可以达到350，铍铜可达到400多。

22、滞后环法和逐步逼近法的步骤

如力—延伸曲线图的弹性直线部分不能明确地确定，以致不能以足够的准确度划出这一平行线，推荐采用滞后环方法：　　　试验时，当已超过预期的规定塑性延伸强度后，将力降至约为已达到的力的10%。然后再施加力直至超过原已达到的力。为了测定规定塑性延伸强度，过滞后环两端点画一直线。然后经过横轴上与曲线原点的距离等效于所规定的塑性延伸率的点，作平行于此直线的平行线。平行线与曲线的交截点给出相应于规定塑性延伸强度的力。此力除以试样原始横截面积得到规定塑性延伸强度。

23、滞后环法和逐步逼近法好操作不呢？

要比一般测试麻烦一些，主要是加载后需要卸载，再加载后拉断就可以了。

24、试验机的精度包括？

试验机的精度包括传感器的精度、放大器的精度、软件的精度等，试验机的同轴度也会影响整机的精度。力传感器精度一般达到0.02%，连接到试验机上才能达到0.5%。

25、布氏硬度试样两个平面不平行，但又不好重制，可以用东西将其垫平吗？

按照标准是不允许，但垫上一定角度的垫片还是可以做出参考数值的。

26、管材的维氏硬度测试时要注意哪些？

管材的维氏硬度测试时要注意，一是管子的外径，尺寸越大修正系数越小。二是压痕的方向，一种是一对压痕对角线与管子的纵轴平行，另一对压痕与管子纵轴垂直。另一种是两对压痕对角线都与管子纵轴成45度，这两种情况的修正系数是不同的。一般管子打硬度由于横轴是弧面，所以压痕此方向对角线变短，使其硬度值变大，应按标准减掉一个系数，才能得到真正的硬度值。

27、维氏硬度修正系数有什么表没呢？

在GBT4340.1-2009中有这个表，有圆柱形表面的，还有球面的，柱面的要考虑圆柱的直径，硬度值的大小等因素，还要考虑压痕的方向，如压痕对角线是否与圆柱纵轴平行，还是与圆柱纵轴成45°。

28、拉伸试件圆形，矩形的加工尺寸偏差要求的标准？

圆形：3-6mm，0.02；6-10mm，0.03；10-18mm，0.05；18-30mm，0.1。矩形宽度公差12.5mm，0.05；20mm及以上，0.1。

29、疲劳试样加工程序

1.粗车削加工　　粗车削加工圆形试样毛坯尺寸从直径d＋5㎜至d＋0.5㎜。　　粗车削加工过程，应逐次减少切削量，建议切削深度为1.25㎜、0.75㎜、0.25㎜。
2.精车削加工　　精车削加工试样尺寸从d＋0.5㎜至d＋0.2㎜。　　精车削加工过程，应逐次减少切削量，建议切削深度为0.12㎜、0.07㎜、0.05㎜，进给量为0.08㎜/转。
3. 抛光　　抛光试样尺寸从d＋0.2㎜至标称尺寸。纵向抛光试样达到标称尺寸,表面粗糙度Ra0.4μm。建议最后抛光使用600号砂纸或砂布。

30、横向引伸计测量的位置，如果不在最后断裂的位置，那测试的结果不能表示为断面收缩率，有没有什么折算方法？

横向引伸计不能解决断面收缩率的测量问题，即使夹在断裂位置，测出的值也不会准。

31、横向引伸计测试的是？

横向引伸计可以测试泊松比，另外，做薄板带的塑性应变比时，也要用到横向引伸计。

32、在我们需要购买试验机需要从哪些方面来对其进行选择呢？

首先，要知道自己想花多少钱，是买进口的，还是买国产的，如果是干一般的检测，要求精度不高，买国产的就可以了。其次，是吨位大小，要根据平时做实验的最大力值，在加上一部分余量选择吨位。第三，选择试验机的类型，液压的还是电子的，液压的刚度大，操作相对简单，电子的精度高，空间大，安装一些附件可做多种试验，如高、低温试验，第四是附件的购买，有时购买附件的钱超过主机的钱很多，而往往有些附件直到主机坏了，也没用过一次，这就浪费了很多的钱，应仔细斟酌后再定。第五是生产厂家的选择，要到其用户那里了解哪家的产品故障率低，不经常坏，不要相信销售人员的花言巧语，设备不坏，才是最好的售后服务。此外，有些线路板要多买一块备用，等到该设备停产时，还能自己维修，与设备同时买很便宜，可能会白送您。操作系统也很重要，界面要友好，采样速率要达到50Hz为好。软件误差要小。一定要把全套图纸要来，以后自己维修方便，各厂家的售后都一样，一年保修，以后就不管了，不要相信终身保修的话，还是要靠自己。

33、对于很硬的材料，拉伸试样应该是越粗好还是越细好呢？

对于很硬的材料，做拉伸试验不合适，如硬质合金等，做抗弯强度可能还可以。

34、铝和铁比较，试样的大小应该和铸造方式有关吧？

铸造样因为有缺陷，所以试样大一些好。但有些样需要小一些，比如铂，太大了费用很高，加工样品、拉伸试验都需要有人看守，生怕丢一点。

35、热电偶两种金属的电阻差越大越好？

主要考虑热电效应，输出热电势值越大，热电偶的效果越好。

36、硬度与拉伸试验同时进行？

在加工拉伸试样的同时，切一小块料打硬度，如果是板材，直接在拉伸试样头部进行硬度试验即可。

37、冲剪机加工拉力试棒？

冲剪机加工，标准是不允许的，因为会产生加工硬化，线切割机比较好，但加工完要用砂纸打磨，直到符合标准要求。铣床最好，但需要工人的技术水平稍高，

38、拉伸试验的试样表面为什么还要有粗糙度要求呢？

表面粗糙度的大小影响抗拉强度和断后伸长率的数值，尤其是脆性材料，影响更大。表面粗糙度大，相当材料有无数个小裂纹。

39、硬度计的砝码每次用完之后都从砝码架上取下？

因为布氏硬度如果把砝码全加上，在杠杆的另一端受到的力有3吨，因此一定要拿下。

40、买多大的试验机？

现在买试验机，如果想买100kN的，你必须照着300kN买，因为刚度都不够，所以要打出点余量。

41、拉伸试验测断后伸长率？

板材可以放在桌子上或平台上，棒材试样加工时两端各有一个顶针孔，顶在自制的一台支架上测量即可。

42、校正拉伸试验机同轴度的标准试棒市场上有卖的吗？

校正拉伸试验机同轴度的标准试棒市场上没有卖的，可以自己加工个棒，然后贴上应变片就可以了。

42、应变片怎么贴呢？

在校准棒上每隔90度纵向贴四片，分别与固定电阻组成桥路，试棒受力后，每个应变片的输出是不一样的，找出最大的差值，就是同轴度的值了。

43、国标拉伸里面很多个“准确到”怎么理解啊？

“准确到”就是要达到的最低限度，如尺寸测量要准确到0.02mm，那就是说最低也要达到0.02mm，当然0.01mm更好。

44、你们对GB/T228.1-2010标准的理解有误，按标准表D4下的说明是说：试样尺寸偏差如在D4范围内，则用尺寸进行计算。如试样尺寸达不到D4的规定，则必须用实际测量的试样尺寸进行计算。也就是说，当试样加工偏差较大时，仍可以进行试验。

在标准的附录中，有关试样的制备应该这样理解：样品首先应该严格按照标准规定的公差加工，也就是说要符合标准规定，在这个基础上，如果有个别的超出公差范围的，应该根根测量。

45、布氏硬度计有没有办法改装成洛式硬度计？

布氏硬度计改洛氏硬度计有一定难度，首先洛氏硬度计是测量压痕深度的，而布氏硬度计没有这套系统，其次，布氏硬度计的加载砝码与洛氏不同，洛氏为60、100、150kgf，而布氏硬度计为31.25,62.5,187.5,250,500,750,1000,3000kgf，所以不如买一台新的，洛氏硬度计在这些硬度计中是最便宜的。

46、环压强度试验机？

就是一台压力机，主要用于纸制品，如纸箱等包装物、纸管的压缩试验，吨位不太大。

47、布氏硬度计的负荷保持时间？

保载时条件间长与短，在试验后注明即可，大家都用同样试验条件数据就可比了，有一点要强调一下，铝合金有很多种牌号，不同的牌号硬度值相差非常大，不能一概而论。对同一种材料可以用同一种保载时间，但不同的材料不一定非得用一种保载时间，比如铅锡合金，60s塑性变形也不会结束，因此需要延时才能得到比较真实的硬度值。

48、什么是断后伸长率和延伸率？

GB/T228.1-2010规定：为了测定断后伸长率，应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。
又规定：能用引伸计测定断裂延伸的试验机，引伸计标距应等于试样原始标距，无需标出试样原始标距的标记。以断裂时的总延伸作为伸长测量时，为了得到断后伸长率，应从总延伸中扣除弹性延伸部分。
即手工测试的称为断后伸长率，引伸计测试的称为延伸率。

49、材料硬度与机械性能的关系？

硬度与抗拉强度成正比，硬度值高抗拉强度就高，但比例与材料的种类有关系。硬度是材料表层的性能，是半定量的试验方法，因此与抗拉强度等性能的关系是一个大概的表述，只能看看趋势。金属的各种硬度之间及硬度与其他力学性能之间在理论上并无内在的联系。各种硬度值都是在特定的试验条件下测定的，用特定条件下的试验数据换算成其他试验条件下的硬度值或抗拉强度，必定存在误差。因此，在可能条件下，应尽量避免这种换算。有些硬度计标明可以换算成其他硬度或抗拉强度，这只能作为参考，作为检验人员，自己了解就行了，千万不能把其写进报告。一般来说，硬度值大小是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。经过大量对比试验，通过数据处理，是可以获得金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度之间的近似对应关系的。但只有当试样组织均匀一致时，换算值才能得到精确的结果。

50、布氏硬度试验试验原理

对一定直径硬质合金球施加试验力压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量出试样表面的压痕直径。布氏硬度适用于退火、正火状态的钢铁件、铸铁、有色金属及其合金，特别对较软金属，如铝合金等更为适宜。布氏硬度试验时一般采用较大直径球体压头，所得压痕面积较大，因而测得的硬度值能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能，而不受个别组成相及微小不均匀性的影响。压痕较大的另一优点是所测试验数据稳定，重复性强。布氏硬度的缺点是对不同的材料需要更换压头和改变试验力，压痕直径的测量也较麻烦，效率不高。同时，由于压痕较大，对成品件不宜采用。

51、洛氏硬度试验优点？

洛氏硬度试验优点是通过变换试验标尺可测量硬度较高的材料。压痕较小，可用于半成品或成品检验。试验操作简便迅速，工作效率高，适合于批量检验。其缺点是压痕较小，代表性差。由于材料中有偏析及组织不均匀等缺陷，致使所测硬度值重复性差、分散度大。此外，用不同的标尺测得的硬度值彼此无内在联系，也不能直接进行比较。

52、维氏硬度的试验原理？

维氏硬度的试验原理与布氏硬度相同，也是根据压痕单位面积所承受的试验力来计算硬度值。所不同的是维氏硬度试验采用的压头是两相对面间夹角为136° 的金刚石正四棱锥体。试验时，将顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压入试样表面，保持一定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕两对角线长度，取其平均值d。计算出压痕表面所承受的平均应力值再乘以0.102，即为维氏硬度值，以HV表示。维氏硬度试验主要适合测定各种表面处理后的渗层或镀层的硬度以及较小、较薄工件的硬度，显微维氏硬度还可用于测定合金中组成相的硬度。和布氏及洛氏硬度试验相比，维氏硬度试验具有很多优点。由于采用的压头为四棱锥体，当试验力改变时，压入角恒定不变。因此试验力从小到大可任意选择。所测硬度值从低到高标尺连续，不存在布氏硬度中F／D2的约束，也不存在洛氏硬度那样更换不同标尺，而产生不同标尺的硬度无法统一的问题。由于角锥压痕清晰，采用对角线测量，精确可靠。维氏硬度试验的缺点是硬度值测定较为麻烦，工作效率不如洛氏硬度高，所以不宜用于成批生产的常规检验。

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