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发表于 2008-10-11 13:04:08
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来自： 中国辽宁沈阳
硬度
1 l E3 x$ l$ X4 f$ F 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。4 w3 p7 Z/ R8 Z7 l7 G9 [. Y
早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：
3 f; ]8 p( C$ U% e- _ d 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 + k* {. ~; J1 G
6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石7 k6 R8 c# K0 |" ]+ ?. [/ k# t$ }8 k9 j( a
各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。
3 |/ k; h* r/ y# \0 W5 X* ?3 S( [ 试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法
: u9 f7 k. ^: o# P1 Z- w' } 硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
/ ~% I5 d- b! W6 c! S8 F 布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。
: X% n0 H* I( w8 ?' z J, c$ | 洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。) T# F9 m7 @1 S+ S8 x$ n# M- @
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
7 L) @% l" }; N3 ~1 h r6 Y8 u+ ]) [ 1、钢材的硬度 ：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，
5 U4 x1 d& \. C' [4 R; J 常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 ) Q4 O2 D. W" Q- {: k4 V$ l( D
HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。
5 O( W8 d/ _, E J& U/ C# q HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。
) T! Z: }7 W( p- z l HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。 3 m! I! [% D8 g/ n0 D; g
便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。
! T$ ~1 N6 V4 t 2、HB - 布氏硬度；
7 m' c9 Z, M& g1 e 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。
7 {$ U8 N, v$ E 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
$ `* s4 R, S" C, q1 _ 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
4 G: Y. `+ [9 c, f9 ^ HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
/ F) V+ j/ E" H% ~ HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
. z( j# M! S) W; G+ a8 o HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
2 ?+ {' j9 t0 d' f, w3 V5 v% ?. x, E 另外：
* j, u# X6 @, r5 a. l- O* K 1.HRC含意是洛式硬度C标尺，
, G O. h% w! q 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛
; X) y }: h) A. O: a) y+ c 3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650
8 a7 W' k6 X8 d* o' K 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 . T7 `+ e9 w6 t% X+ {: }
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
/ d1 J2 R5 }1 N* }7 q 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 / M# z% Y7 H" e9 o: Q4 S
4.洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准是150公斤力。 ( g( |* X) s5 F) G2 E
布氏硬度计之压头为淬硬钢球（HBS)或硬质合金球（HBW），试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。 + p: } ]' I! a+ o4 E
5.洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。
( K5 y% @1 D+ h6 j7 Z2 D \ 布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。 ; ?9 R( T( w9 C. C+ B, w8 E
6.洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。（因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。） + n5 Z% Z$ P, c' z
布式硬度的硬度值有单位，且和抗拉强度有一定的近似关系。
5 s/ [7 R0 @+ j; o" @0 A 7.洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。
0 g+ S( @ v7 H+ Y8 F4 N 布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。
7 V" t7 Z) L- n$ \" t 8.在一定条件下，HB与HRC可以查表互换。其心算公式可大概记为：1HRC≈1/10HB。 4 w; O8 |5 T# J% i5 y Z" M
硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。
! G. `3 z5 G4 w& E 实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值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。
1 ~$ |' d1 @2 ~# ^ 另外,天然水中的钙美含量也用硬度表示.我国规定的硬度是:1L水中含的钙盐,镁盐折合成CaO和MgO的总量相当于10mgCaO(将MgO也换算成CaO)时,其硬度是1°.
- A3 N* g o0 b& j 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:* A: m4 W. p, z) F
很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水3 F; M( r, l5 n8 h- l. d
0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°% O3 j8 ], O# T4 h, U
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
3 Y% x, t s( O9 b 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15 & J8 \' S/ u0 u1 T
3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
( _4 a+ J9 X ?/ K" H 硬度测定范围:
) V0 Z& J/ @$ a0 k5 W0 W' f- L. ?- A HS<100
. V' e* ]! I) M HB<500 * u9 S6 y: l1 C+ ~
HRC<70
6 P9 H5 C' k% f! m5 `: D2 g3 m HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
