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硬度的概念及分類
發布時間:2011.06.08 新聞來源:重慶輝耀儀器儀表有限公司 瀏覽次數:
 
導讀:現在所說的硬度其實就是表面硬度。材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標,它既可理解為是材料抵抗彈性變…

現在所說的硬度其實就是表面硬度。 材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標,它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念,而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法(如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等)、劃痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。


布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\HBW)(參照GB/T2311984),生產中常用布氏硬度法測定經退火、正火和調質的鋼件,以及鑄鐵、有色金屬、低合金結構鋼等毛胚或半成品的硬度。


洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種,它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產中HRC用得最多。壓痕較小,可測較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。


維氏硬度以HV表示(參照GB/T4340-1999),測量極薄試樣。


1
、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,


常規表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HBHRC較為常用。


HB
應用范圍較廣,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) 120kg以內的載荷和頂角為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)。


HL
手提式硬度計,測量方便,利用沖擊球頭沖擊硬度表面后,產生彈跳;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)。


便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度?;蠐美鍤顯碇苯佑貌際希?/SPAN>HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)測量硬度值。

2
、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合金球壓入被測金屬表面,保持規定時間,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)。


3
、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。當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。根據試驗材料硬度的不同,分三種不同的標度來表示:


HRA
:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。


HRB
:是采用100kg載荷和直徑1.58mm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標尺,


2.HRC
HB在生產中的應用都很廣泛


3.HRC
適用范圍HRC 20--67,相當于HB225--
650

若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。


若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。


布式硬度上限值HB650,不能高于此值。


4.
洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗載荷為一確定值,中國標準是150公斤力。


布氏福建22选5图表之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質合金球(HBW),試驗載荷隨球直徑不同而不同,從300031.25公斤力。


5.
洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數點求平均值,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,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,沒有單位。(因此習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,且和抗拉強度有一定的近似關系。


7.
洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產中。


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,HBHRC可以查表互換。其心算公式可大概記為:1HRC≈1/10HB。


硬度試驗是機械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗,生產上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關系。


實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。

另外,天然水中的鈣美含量也用硬度表示.我國規定的硬度是:1L水中含的鈣鹽,鎂鹽折合成CaOMgO的總量相當于10mgCaO(MgO也換算成CaO),其硬度是
1°.
水的硬度是水質的重要指標,通常分為五類
:
很軟水 軟水 中硬水 硬水 很硬水

 8°8°16° 16°30°   
>30°
1.
肖氏硬度(HS)=布式硬度
(BHN)/10+12
2.
肖式硬度(HS)=洛式硬度
(HRC)+15
3.
洛式硬度(HRC)= 布式硬度
(BHN)/10-3
硬度測定范圍
: HS