一，实验目的
    1,了解布氏，洛氏硬度计的构造及使用方法。
    2,掌握布氏硬度值及洛氏硬度值的测定方法。
    3,了解焊接接头三个区域即焊缝，热影响区，母材的硬度差别。
    二，实验原理
    硬度是指材料在另一较硬的物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。与其它力学性能相比，硬度实验简单易行，又无损于工件，因此在工业生产中被广泛应用。常用的硬度实验有布氏硬度和洛氏硬度试验法。
    （一）布氏硬度试验
    （1）原理：用载荷P把直径为D的淬火钢球压人试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d,从而计算出压痕球面积A,然后再计算出单位面积所受的力（P/A值），用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号HB表示。设压痕深度为h,则压痕的球面积为：
    A=πDh=πd
    式中 P——施加的载荷，kg;
    D——压头（钢球）直径 mm;
    A——压痕面积，mm2;
    d——压痕直径，mm.
    但实验时，是根据d值查表求硬度值。
    图1 HB-3000型布氏硬度计结构图
    1.电源开关；2.加力指示灯；3.电源指示灯；4.加力开关；5.压紧螺钉；6.圆盘；7.减速器；
    8.曲柄；9.换向开关；10. 砝码；11.连杆；12.大杠杆；13.吊环；14.机体；15.小杠杆；16.弹簧；17.；18.主轴衬；19.摇杆；20.压头；21.可更换工作台；22.工作台立柱；23.螺杆；24.升降手轮；25.螺母；26.套筒；27.电动机
    （2）测试： 布氏硬度试验是在布氏硬度试验机（图1）上进行。当F/ D2的比值保持一定时，能使同一材料所的布氏硬度值相同，不同材料的硬度值可以比较。故在进行布氏硬度试验时，应根据材料和布氏硬度值范围选择F/ D2的值。后用读数显微镜测出压痕直径 d.根据d查表求得布氏硬度值。
    （二）洛氏硬度试验
    （1）原理：洛氏硬度试验是用特殊的压头（金刚石压头或钢球压头）在先后施加的两个载荷（预载荷和总载荷）的作用下压入金属表面来进行的。总载荷P为预载荷P0和主要载荷P1之和，即
    P= P0+ P1
    洛氏硬度值是施加总载荷P并卸除主载荷P1引起的残余压入深度e来计算。h0表示在预载荷P0作用下，压头压入被试材料的深度；h1表示施加总载荷P并卸除主载荷P1,但仍保留预载荷P0时，压头压入被试材料的深度。
    深度差e= h1+ h0,该值用来表示被测材料硬度的高低。在实际应用中，为了使硬材料测出的硬度值比软材料的硬度值高，并符合一般的习惯，将被测材料的硬度值用公式加以适当变换，即
    HR=K-（h1-h0）/C
    试中 K――常数，其值在采用金刚石压头时为0.2,采用钢球压头时为0.26;
    C——常数，代表指示器读数盘每一刻度相当于压头压入被测材料的深度，其值为0.002mm;
    HR——标注洛氏硬度的符号，当采用金刚石压头及150 kg的总载荷时应标注HRC,当采用钢球压头及100kg,总载荷试验时，则应标注HRB.
    HR值为一无名数，测量时可直接由硬度计表盘读出，表盘上有红、黑两种刻度，红线刻度的30和黑线刻度的0相重合。
    （2）测试： 洛氏硬度试验是将顶角为 120°金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压头，在一定载荷F作用下压入被测金属表面，保持一定时间后卸掉载荷。根据压痕的深度h确定被测金属的硬度值。根据所加的载荷和压头不同，洛氏硬度值有三种标度：HRA,HRB,HRC.
    图2 洛氏硬度计结构图
    1. 指示器；2.加载手柄；3.缓冲器；4.砝码座；5, 6.砝码；7.吊杆；
    8.吊套；9.机体；10. 加载杠杆；11.顶杆；12.刻度盘；13.主轴；
    14.压头；15.试样；16.工作台；17.升降丝杠；18.手轮
    洛氏硬度试验是在洛氏硬度机上进行，如图2所示。
    三，实验步骤
    （一）试样准备
    将对接接头如图3制备试样，按图中所示逐个点进行检测；
    图3 焊接接头硬度测试试样
    （二）布氏硬度试验
    1,清理试样表面，并根据试样的材料，厚度和硬度范围选择钢球压头直径D,载荷F及保载时间。
    2,放在硬度计工作台上，按布氏硬度计的操作规程进行试验，在试样表面产生一个压痕。移动试样重做一次试验，产生第二个压痕。
    3,取下试样，用读数显微镜在相互垂直方向上测量压痕直径d,并根据d查表求出试样的布氏硬度值。