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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$ `: X5 X! T- h% v* @+ d$ R+ O
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。% _7 a H6 M5 K; 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：
$ n# P8 s/ R- {9 ~/ {1 A% s/ u' m 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石
0 ~9 M+ i, w+ [" s7 c 6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石* n- g. T5 ~8 J: j- |
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。
+ b O3 Q& B1 Y- k) [ 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
3 l5 r5 S; s/ }; R+ u/ ^ 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。
% V; h, w# V0 t9 v( u+ r$ Z A 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。
. B+ c: |3 M# K7 ` 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。+ L4 o0 x6 G! s
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
/ i' N$ q3 r( W- _* e7 d 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，
4 r8 p: n+ m: C( e 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。
& V/ m# Q6 E1 I3 X 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。 8 r& y' o/ k6 Y( D
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)。
% P8 Y" \, c e& d: t 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）。 . D4 U1 z% p! i9 i5 W
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。
, I# \1 z$ V/ U" j; _: w 2、HB - 布氏硬度； ) d8 A" y- i, ~
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。
1 x3 j2 |4 f' N% z/ s6 h 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)。 . I: u8 U) t) L" l" H" Y) h
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： 0 I1 }# ~ f. Q/ o, c
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)。 / X4 c9 l! w! s+ u$ Q# ?
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)。 . Q/ i5 @4 i( z6 t: o. p
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 V! E& f `9 t3 _, p: i
另外： " U" D2 d2 p0 P1 U) L' { w* V
1.HRC含意是洛式硬度C标尺，
0 K, n) {4 e* N9 ]4 R1 U: S 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 * N9 u. m, N* Q K- I
3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650
2 W# d! l$ @; @( U( P 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 ! V+ f; A* M; A/ V0 i# P
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。 4 i, C' F% }0 [, F# k. h
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
3 u8 I5 F+ z( r# G0 j7 U* h 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。
; `* m& o: g6 N! h1 N! t N) o 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。
3 D" k: Z- {+ E" K 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。
& M# r) s) S" m 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。
# n( r7 D7 Q. R0 @5 Q 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。） 4 {4 `. \. q# E
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。
3 F7 D( Q) H& i+ K; _: Q/ l U 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。 * F m) J1 K& G |0 L: j7 `6 |+ h
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。
# H4 |* w! |' ]: |' a 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。
8 X5 T3 l" s) L5 Z% I 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。 9 E* q! b/ D8 q# x
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。
( s q0 m3 ], B, `2 P2 t8 [ 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°.
; r% a9 J% a% W0 J. t 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
# ~* ?, L5 {" \0 D: {* f 很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水
, `: x3 _; [; p6 J, H% X 0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°
# \# s5 _# e: G0 n 1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
5 d+ E! W0 A; m T 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
9 C7 F5 ?8 }, m5 I- [ 3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
, _3 d, C- K- z5 b' K) Q: A 硬度测定范围: , V+ I7 U3 p) i2 y/ {
HS<100 - Z2 p% \: R- A; q9 F) ]4 v+ W( L
HB<500
E; Y: i9 ^6 k8 D" K HRC<70 , w+ U' t0 Q* z! J: M% v2 `. N
HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
