加小荷重的目的是為了消除試片表面不平或雜質等影響,以便更準確地測量硬度。
擺錘的作用是通過自由落下產生衝擊,並將其位能轉化為動能,進而對試片施加衝擊以測量材料的韌性。
洛氏 B 尺度是用於測量退火鋼及其他軟質材料硬度的標準,通常以 H R B 表示,測試時使用直徑 1/16 吋的鋼球和施加 100 kg 的荷重。
試片的表面須平坦,測定面與底面要平行,避免產生間隙,且表面不能有灰塵、污垢、油脂及刮傷等。
衝擊值是試片破斷時所吸收的能量,通過試片缺口的斷面積除以所吸收的能量計算得出。
在施加荷重直到試片斷裂的過程中,記錄的數據及圖形,顯示材料的機械性質。
1 psi等於6.89 × 10³ Pa。
選擇適當的鋜座在機台上並清潔之,依照材料狀況選擇並設定適當之壓痕器及荷重。
試件若一次未被衝擊斷裂,通常可以再衝擊一次,因為材料在第一次衝擊後仍然保持其結構完整性,且未達到其斷裂強度。
降伏強度定義為在材料產生降伏時的拉力(P)除以原截面積(A0),即σyield = P / A0。
韌性是材料在受到衝擊時所能吸收的能量大小,反映材料在使用過程中是否會發生脆性破壞。
基本荷重的歸零操作包括轉動升降手輪使鉆座緩慢上升,試片與壓痕器接觸,並調整刻度盤至紅點中央,完成小荷重的壓力設定。
一種用於測試材料韌性和脆性的設備,通過擺錘撞擊試片來評估其吸收能量的能力。
Charpy衝擊試驗原理是將試片放置於衝擊試驗機上,利用擺錘的重量及其高度差計算試片斷裂所吸收的能量,以此來評估材料的韌性。
油壓式萬能試驗機是一種用於測試材料機械性質的設備,能夠施加不同的力以評估材料的強度和延展性。
工程應力的單位在英制中為磅重除以吋平方(1 b f / in², psi),在國際標準制(SI制)中為牛頓除以米平方(N/m², Pa)。
指針式洛氏硬度機是一種測量材料硬度的設備,通過指針的移動來顯示材料在施加荷重下的硬度值。
洛氏硬度試驗機主要用於測量材料的硬度,特別是退火鋼和其他軟質材料的硬度。
衝擊試片做成缺口形狀是為了集中應力,促使材料在特定位置發生斷裂,從而更準確地測試材料的韌性和延性。
材料在最大荷重 P max 下的強度,計算公式為 0 max A P = (MPa)。
比例限是指在外加應力不超過某一點(P點)時,應力(σ)與應變(ε)成直線比例關係的應力值,滿足虎克定律,並以σp表示。
微小硬度試驗機是一種容許壓凹器及試料在預先決定的荷重及時間下緩慢、等速而平滑接觸的設備。
試片經拉伸試驗後可依據拉力與位移之關係得到的曲線圖,顯示材料在拉伸過程中的應力與應變的關係。
夾頭移動速度的設定,通常有兩種速度:50 mm/min 與 5 mm/min。
在洛氏硬度測試中,施加的荷重有小荷重(10 kg)和大荷重(140 kg 或 90 kg)。
10⁶ Pa等於1百萬帕斯卡,亦即1 MPa。
壓痕器為Vickers型之金鋼石正方錐。
顯微放大裝置的放大率有100倍、200倍、400倍三種。
材料在施加荷重 P y 時,開始出現永久變形的點。
HRB使用鋼球壓,主要用於測銅、鋁等較軟的合金,荷重通常選擇100 kg;HRC使用金剛石錐壓,用於量測鋼材、鑄鐵等較硬材料,荷重通常選擇150 kg。
應變率是材料在拉伸過程中,單位時間內的變形量,通常用於描述拉伸速度的快慢。
荷重應根據材料的厚薄和軟硬選定,範圍為 10 公克至 1000 公克。
微小硬度試驗機的荷重範圍包括10 gm、20 gm、30 gm、50 gm、100 gm、200 gm、300 gm、500 gm、1000 gm等。
從應變軸上0.002位置畫一平行比例線之直線與σ - ε曲線相交於一點,該點即為0.2%截距降伏強度。
面型夾塊用於固定長方形試片,確保試片在拉伸試驗中保持穩定,避免因偏離而影響測試結果。
在材料試驗中,施加荷重後保持的時間,以確保測量的準確性。
用於在材料表面施加壓力以形成壓痕的工具,通常與顯微鏡配合使用。
微小硬度試驗機主要用於測量微小材料或薄膜的硬度,適用於電子、材料科學等領域。
本次實驗主要目的是測定及比較各種材料之拉伸性質,讓同學們熟悉工程界常用之拉伸試驗及其所得之測試數據。
降伏強度是材料在拉伸過程中,開始出現永久變形的應力值。
用於測量材料機械性質的設備,需安裝在無振動的穩固台面上。
若衝刀或試片凹口不對正中央,會導致應力分佈不均,影響試驗結果的準確性,可能使材料在非預期位置斷裂。
通過觀察破斷面組織的特徵,如晶粒的形狀和排列,可以判斷材料的延性或脆性,延性材料通常有較大的變形和較平滑的破斷面,而脆性材料則顯示出較小的變形和粗糙的破斷面。
通過測量壓痕對角線的長度來計算的材料硬度值,通常以HV表示。
最大抗拉強度是材料在經過降伏現象後,施加應力到達的最高點的應力值,定義為σUTS = Pmax / A0。
歸零對角線測量機構通常需要調整測量頭至基準位置,然後進行零點校正以確保測量準確。
本試驗機安裝有測量顯微鏡,量取凹痕對角線長度可測至 0.001 mm,準確又方便。
試片的缺口背面需對準擺錘的打擊口,兩者需在同一線上,以確保準確的衝擊測試。
試片斷裂所吸收的能量是通過擺錘的重量及撞擊前後的高度差來計算的。
材料在拉伸過程中,伸長量 (L f - L 0) 與原始標距長度 L 0 的比率,通常以百分比表示。
微硬度試驗較一般的 Vickers 試驗有更高的精度,容易測定薄板和電鍍層之硬度。
在施加大荷重時,長指針會反時針方向旋轉,並順時針方向讀取刻度盤的紅或黑刻度之讀數。
通過檢視衝擊斷後的試片角度及斷口狀況來判斷材料的性質。
游標尺用於精確測量試片的長度、寬度和厚度,以確保試片的尺寸符合實驗要求。
試片在試驗機中應保持鉛直狀態,以避免因力分佈不均而導致的斷面彎曲,從而影響試驗結果。
微小硬度機較洛氏之硬度試驗的好處在於其能夠測量更小的樣本或表面,提供更高的精度和靈敏度。
C尺度僅能測HR C 20~70之硬度,B尺度僅能測HR B 0~100之硬度,因為不同尺度的設計和適用範圍不同。
根據材料的軟硬不同,所使用的壓痕器有鋼球和金鋼石圓錐,並且有不同的荷重和儀表數字顏色。
了解微量硬度試驗機之性能、原理操作法,並求取硬度值。
試片厚度應為壓痕深度的 10 倍以上,壓痕深度 = 0.143d,試片厚度應為 1.43d~1.5d 以上。
V 型夾塊用於固定圓形試桿,以確保在拉伸試驗中試片的穩定性和正確的力分佈。
拉伸速度快增時,通常會導致材料的降伏點及抗拉強度增加。
韌脆轉換溫度(Fracture transition plastic temperature, FTPT)是指金屬材料在溫度下降時,由延性轉變為脆性行為的溫度範圍。
在維氏硬度測試中,壓痕的對角線長度用於計算材料的硬度值。
不同荷重進行試驗時,硬度值可能不同,因為荷重的變化會影響材料的變形程度和測試結果。
彈性限是材料在拉伸過程中,能夠完全恢復形狀的最大應力值。
材料斷裂後,破斷面積的變化率,計算公式為 (A 0 - A f )/A 0,以百分比表示。
利用 Rockwell 硬度試驗機測定金屬材料之洛氏硬度值 (HRC 或 HRB)。
破斷強度定義為材料破斷時的負荷(Pf)除以原截面積(A0),即σf = Pf / A0。
彈性限是指當外加應力超過比例限後,材料仍然保持彈性變形的最大應力值,並以σe表示。
脆性破斷是材料在極微小甚至沒有塑性變形及沒有預警的情況下發生的破壞,破斷面呈現光亮而平整。
是的,聚焦與否會影響硬度值,因為不正確的聚焦可能導致測試壓頭與材料表面的接觸不良。
荷重保持時間用計時器控制,可任意設定。
1000 psi等於1 ksi,並且等於6.89 MPa。
試片表面須平坦,測定面與底面要平行,避免產生間隙,且表面不能有灰塵、污垢、油脂及刮傷等。
用於觀察和測量壓痕大小的顯微鏡,能夠提供精確的讀數。
降伏點是指材料在超過彈性限後,施加荷重到達某一值時,應力突然下降的點,對應的應力稱為降伏強度。
轉動升降手輪使鉆座緩慢上升,試片或標準塊與壓痕器接觸,上方數位表燈號亮起,直至“Set”燈號時停止轉動,即得硬度值。
衝擊值 I 是試片破斷時所吸收的能量 ΔE 除以試片之斷面積 A 的結果,公式為 I = ΔE / A。
擺錘的原有位能 W1 = WR(1 - cos α),其中 W、R、α皆為已知數。
洛氏硬度試驗機利用槓桿原理,將硬鋼球或金鋼石圓錐壓痕器,用一定的荷重壓入材料表面,使試片產生壓痕,並由壓痕深度大小經過換算來代表材料的洛氏硬度值。
是的,試件表面之粗糙度會影響測試之硬度值,因為粗糙表面可能導致測試壓頭的接觸不均勻。
Vickers 硬度數 H V = P/A = 1.8544P/d² (kg/mm²),其中 P 為荷重,A 為壓痕表面積,d 為凹痕之平均對角線長度。
對淬火鋼及較硬質之材料所使用的壓痕器是頂角 120 °,尖端 0.2 mm 的金鋼石圓錐體,施加荷重為 150 kg,所得的硬度值由儀表上的黑字讀出稱為洛氏 C 尺度,以 HRC 表示之。
試片破斷時所吸收的能量 ΔE = W(h1 - h2) = WR(cos β - cos α)。