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发表于 2008-8-16 18:59:32
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来自: 中国山西太原
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。 / |: S* f9 e N5 u! I$ ?0 S
A、布氏硬度(HB)
+ j" s& p$ d6 h6 _- D+ J) p用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。
B1 @* T- A$ J. R$ p其计算公式为:
2 F% y' p2 R$ z! @/ E4 @式中:F--压入金属试样表面的试验力,N; 6 R! t; s P! }. Q' l+ ~7 ?. V
D--试验用钢球直径,mm;
, U, _3 ]* A7 v* Y2 y& \$ ud--压痕平均直径,mm。
' J: z3 j1 T6 T' l测定布氏硬度较准确可靠,但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又方便。 8 w7 ]) d5 u7 J! m% t& B ^
举例:120HBS10/1000130:表示用直径10mm钢球在1000Kgf(9.807KN)试验力作用下,保持30s(秒)测得的布氏硬度值为120N/ mm2(MPa)。 & h* u5 `& ~6 }- S A) {0 }
B、洛氏硬度(HK)
P& A& C8 J+ i& s; p+ [洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压痕的深度。即,在初邕试验力(Fo)及总试验力(F)的先后作用下,将压头(金钢厂圆锥体或钢球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量(e)计算硬度值。其值是个无名数,以符号HR表示,所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C,即HRA、HRB、HRC。
' S: r6 R! P v硬度值用下式计算:
6 Q; s' a3 V* {3 ?% Z* S4 J, B当用A和C标尺试验时,HR=100-e
/ ~% ?2 e9 w) v) Y当用B标尺试验时,HR=130-e
( A( _% z& ]" i$ \% p式中e--残余压痕深度增量,其什系以规定单位0.002mm表示,即当压头轴向位移一个单位(0.002mm)时,即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大,金属的硬度愈低,反之则硬度愈高。 / q3 l9 u6 D# w/ \' ~
上述三个标尺适用范围如下: 0 d4 U1 `6 O' _9 O) B% O* b
HRA(金刚石圆锥压头)20-88 7 ]) N/ x' V' x) A! B: t2 D. F# r
HRC(金刚石圆锥压头)20-70 + @+ R6 A1 }" L3 v. O
HRB(直径1.588mm钢球压头)20-100
! q2 y+ S: Z; [0 N' Y洛氏硬度试验是目前应用很广的方法,其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料,它弥补了布氏法的不是,较布氏法简便,可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小,故硬度值不如布氏法准确。
8 j. R( s+ L! LC、维氏硬度(HV) 8 O7 O6 a& H) ]
维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,是将一个相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力(F)压入试验表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量压痕两对角线长度。 2 s! t# w* x' `% b. u& B7 @2 K
维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商,其计算公式为:
' j. y8 ]' ]( u3 S式中:HV--维氏硬度符号,N/mm2(MPa); ( R5 n3 [$ I; V1 E& f0 s0 Z; F
F--试验力,N;
% ?* e1 c( I3 H5 q( D0 M+ Rd--压痕两对角线的算术平均值,mm。
4 k; b2 R0 v' r维氏硬度采用的试验力F为5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)Kgf(N)等六级,可测硬度值范围为5~1000HV。 % x1 J* K" q+ i6 s8 \
表示方法举例:640HV30/20表示用30Hgf(294.2N)试验力保持20S(秒)测定的维氏硬度值为640N/mm2(MPa)。 6 N, c9 e' g3 h9 h" ^% T, m( R% K: i
维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点,而克服了它们的基本缺点,但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很少用。
" o9 m8 d& ]" K% [HB是用一定的力将一定直径(2.5、5、10)的钢球压向被测材料的表面,然后测量被测材料表面钢球压痕的直径以判断材料的硬度。
. s1 O) Y& \) c, X) `材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。 ' U& f2 I( F( V) U" f+ j
HR有A、B 、C3三种。A和C 用120度的金刚石正圆锥体作测头,B用直径1.588的钢球作测头。测量方法都是先用一个预压力将测头压在被测材料的表面,再施以主压力,然后撤除主压力,测量压入深度判断材料的硬度。 ; c" D$ l, z5 I( q
HV是对HR的一种改良。因120度的正圆锥体不符合金刚石的晶体结构,不易磨好,所以HV将测头改为棱圆椎体,顶端可以制作得非常精良。测量方法同HR。 ! z& h& Q# C1 O6 F( l& [- L
HRA和HV用来测量材料经表面热处理,如氮化、渗碳以后的表面硬度,HRC常用于测量淬火后硬度。 |
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