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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
2 `0 c8 _0 T u3 L/ x2 N 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。$ \, c' D5 L3 I& l U+ O; g5 A
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：
2 Y7 b- l) ~6 t! p 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 " V5 ]! B- B( f0 g) a* O
6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石) e' l& N' S: D! x& U
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。 T5 [4 J |# v+ ?
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
6 Y U0 R! H# L! B2 N( D 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。3 T) ~4 E( w+ j' e
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。! `( v" ]7 ?" t, v9 x/ s9 E
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。2 }1 M: K! S& C$ O7 Z( N/ ~! k
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。; @5 E+ B( R& j- K
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， " C9 ]: b2 u/ Q; S! V
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。 8 ~% r5 L8 [+ W; R4 R7 u
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。 I# S, g/ q8 h0 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)。
! m% }- r* N4 T8 y R 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）。
2 D* M# D) b* s6 o4 @- [" Q 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。 1 y* ], R7 c, j$ G! ^% h
2、HB - 布氏硬度； ! A R1 E7 S5 ^ @! h
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。 ( E, V0 o" L R7 |; _
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)。 ; t/ r. i9 o9 ]# V) y" l; G3 p
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：
; H. j' }% w, b4 }, Z \( a5 [. ` 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)。
$ A, g0 X- W3 b+ d- O 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)。
' n% m. C: C2 M2 Z 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)。 0 f9 U# s0 Q5 Z& { D: r- k% L
另外： 5 N3 i" p4 V; r9 r& b
1.HRC含意是洛式硬度C标尺，
E+ A. F/ K+ ?) p: T/ L5 H' e 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 . E4 i3 B; j* L! i7 d9 r# D
3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650 ^8 v r/ s9 p. L* v. J2 @
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。
. o3 z% {: v$ c- e/ K5 i, ^ [ 若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
& u8 `& }/ C- d# i% V$ f 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 ; J. e1 W7 T; p
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。 _1 e" s& q9 @2 @
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。 + o( z+ e% d3 p
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。 : {. e2 P2 s! {6 I/ I
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。
! f( x. ^" ~* G! ~3 q7 k* g5 b 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。）
7 O) ^( q w" o" A 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。
2 P, N* D* c8 v: z* U2 g 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。
' V. p) a0 T) a2 X) E7 e' G 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。 + r: K$ b! v0 ?4 ]0 M- S
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。
+ G1 c9 t1 A9 e* P* ` 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。
4 K8 X" y- R, q 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。
$ d. |% \/ Y2 e/ k$ P& g! R+ i 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°.
. n4 h2 x5 J1 f, Z) ? |7 I8 K 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:+ \0 y M4 z& a& s! X0 X$ g
很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水- Q: G5 Z' ^! K% |( `6 F+ Z6 v* O7 @6 d+ O
0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°. @* S5 M+ E' O" X0 j- ^# [7 n2 Z
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12 0 {% ]) f( X. K- Z+ f9 N: k7 s* H$ _
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
( G( E/ Q! r: s" J. C- V# P 3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3' m+ A" S! Z. D& z3 s
硬度测定范围: 6 Y9 u/ r- T( N9 i: B- h
HS<100 - m' ^8 ?" E+ g4 _5 {# C
HB<500 , s" ?+ Y) E, S5 K- W9 z
HRC<70 / N. Y( u9 s. y% t" X/ R1 l7 r _
HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
