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发表于 2007-12-4 11:52:09
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来自: 中国江苏苏州
HBS(布氏硬度)是硬度指标。布氏硬度是根据压痕单位表面积上的载荷大小来计算硬度值,它不适用于测定硬度较高的材料。
2 _' J" l$ F. Z6 f$ S& m布氏硬度=F(载荷)/A凹(压痕球形表面积)
# `3 D* g) J. M4 j3 a- a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。 5 V7 D# Y1 N! h d, ]. J( s
A、布氏硬度(HB) # n: _* ?& D2 [+ w
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)。
# d B& |* q) M Y其计算公式为: ! `1 t) W. d' T) v* N4 K
式中:F--压入金属试样表面的试验力,N; 9 S7 W! D8 n# Q! `& A; g) N
D--试验用钢球直径,mm; ; U0 D5 |1 z+ Q3 D/ ^4 X" Z: T# S
d--压痕平均直径,mm。
% D0 p7 k8 B/ e% d' M7 f, x& U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。 4 W% H" ]* ^& G2 z% ?
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)。 + T- [" C U* `/ D7 X, K* [
B、洛氏硬度(HK) + t4 l( b' r% ^- m/ m
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。
, H$ [. O6 q8 o- @1 D+ E: V! w硬度值用下式计算: 9 v, R4 F! x7 z; ]" |8 i( {
当用A和C标尺试验时,HR=100-e
1 z# r9 f! Q5 W4 S! y6 c当用B标尺试验时,HR=130-e
/ `% c/ o& p" `+ Q0 v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。
4 f/ w6 ]5 n4 }6 v- P" [$ C) ~6 W上述三个标尺适用范围如下: / z- t( n/ e& `2 a2 \
HRA(金刚石圆锥压头)20-88
3 q( z1 X" Z. |& @% Q& RHRC(金刚石圆锥压头)20-70
+ U+ l6 Y# Z' ?; A& Q: LHRB(直径1.588mm钢球压头)20-100
. N- @' r5 N9 P/ b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。
% H+ y. x, a3 E+ jC、维氏硬度(HV) ^/ ~& J& X" i, d7 k% e
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。 , z X. d# V F) I$ y: R
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:
- ]+ F$ f# Z- s4 R( o9 |式中:HV--维氏硬度符号,N/mm2(MPa); - {! U$ r/ P6 p
F--试验力,N;
, |1 V- `, u; e! dd--压痕两对角线的算术平均值,mm。
( V: ~1 e9 ?2 q Z4 E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。
; G7 q" m# {/ d: d# ]7 U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)。 ; f, {5 J+ b" Z: P' T
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。
/ G1 T- k9 m; N, t5 u ]. m! c2 h# aHB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。
B! Q ^. o$ B' S材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。
% S |1 i( n8 U7 A) Z& ?6 PHR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。 ! U3 n2 J7 j3 ^' s
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。
# M, [* D) k/ i O K# jHRA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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