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硬度試驗的各種方法

閱讀:2613        發(fā)布時間:2019/6/18
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硬度  是衡量材料軟硬程度的一個性能指標(biāo)。硬度試驗的方法較多,原理也不相同,測得的硬度值和含義也不*一樣。普通的是靜負(fù)荷壓入法硬度試驗,即布氏硬度(HB) 、洛氏硬度(HRA) ,HRB,HRC)、維氏硬度(HV) ,橡膠塑料邵氏硬度(HA,HD)等硬度其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。里氏硬度(HL) 、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗,其值代表金屬彈性變形功的大小。因此,硬度不是一個單純的物理量,而是反映材料的彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等的一種綜合性能指標(biāo)。

        鋼材的硬度 :金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同,
●常規(guī)表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC較為常用。
●HB應(yīng)用范圍較廣,HRC適用于表面高硬度材料,如熱處理硬度等。兩者區(qū)別在于硬度計之測頭不同,布氏硬度計之測頭為鋼球,而洛氏硬度計之測頭為金剛石。 
●HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV)以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)。
●里氏硬度計,利用沖擊球頭沖擊硬度表面后,產(chǎn)生彈跳;利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/ VA(沖擊速度)。
●目前常用的便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉(zhuǎn)化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度?;蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)測量硬度值,是傳統(tǒng)臺式硬度機(jī)的有益補充!缺點也很明顯:誤差偏大,一般臺式機(jī)的誤差可以控制在1%-2%,而里氏硬度計的誤差一般不低于4%!

1、HB - 布氏硬度:
       布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候,如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料,如熱處理后的硬度等等。
       布式硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測金屬表面,保持規(guī)定時間,然后卸荷,測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為:以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載后,負(fù)荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2(N/mm2)

2、HR-洛式硬度
       洛式硬度(HR-)是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個硬度單位。當(dāng)HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同,分三種不同的標(biāo)度來表示:                                    
HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度*的材料(如硬質(zhì)合金等)。
HRB:是采用100kg載荷和直徑1.59mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
另外:
(1)HRC含意是洛式硬度C標(biāo)尺,
(2)HRC和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛
(3)HRC適用范圍HRC 20--67,相當(dāng)于HB225--650
若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標(biāo)尺HRA。若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標(biāo)尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。

(4)洛氏硬度計C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗載荷為一確定值,中國標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。

布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質(zhì)合金球(HBW),試驗載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力。

(5)洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數(shù)點求平均值,適用成品和薄片,歸于無損檢測一類。

布式硬度壓痕較大,測量值準(zhǔn),不適用成品和薄片,一般不歸于無損檢測一類。

(6)洛式硬度的硬度值是一無名數(shù),沒有單位。(因此習(xí)慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。)

布式硬度的硬度值有單位,且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。

(7)洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數(shù)字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產(chǎn)中。

布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑,然后查表或計算,操作較繁瑣。

(8)在一定條件下,HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為:1HRC≈1/10HB。 

 

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