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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
* ^$ G. J+ v: s `2 E 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。* g/ [6 M- ?, \% z4 N9 s" j6 M% S
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：
7 Q, y1 j6 ]& t% V- u& R- \ 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 * b7 N1 M! B/ w2 w# G( u
6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石
$ c5 k# G3 U3 K( X$ M 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。# ]! m- m- ~# J' |% O9 l$ A
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
9 W) K3 Y' O( J 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。5 r5 v. ?5 \# 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。
+ X7 p7 v% Z0 y8 c2 Q 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。 D& t0 B V$ R! Q
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。* f4 u) h$ ]* g5 T( g# 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， ! f& r; _7 x- W8 r" q% W" O$ _
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$ A4 J$ y8 G, ?+ x' U& i 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。 7 ~9 R4 J5 {0 g% @/ b" [; R
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)。 ; u A: n3 _: i- [' R2 J% Q4 A
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）。
7 J6 ?6 Y# u% e: 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。
/ F4 ^5 Y. Y3 p3 t/ Z 2、HB - 布氏硬度； ; x3 K0 ]" K0 u4 x2 h! I8 R
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。 / i2 W& l' W1 m4 q5 g7 n
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)。 * U! P! I# \; H8 e
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： " B0 W& Q. Z: }' K6 T) N! d
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)。
+ y; A3 t% i" t& P$ W! _ 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)。
. T( X. a1 S8 Z* C/ d 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)。
6 G$ v6 {. n a" V 另外：
8 u: Q% F9 C5 S% r 1.HRC含意是洛式硬度C标尺，
$ h; p; b% @ E 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 , ^5 W! P: @5 [& i$ L/ g6 s, Q3 S4 H
3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650
* d) H( P/ n0 W/ |4 ` 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 $ l; Y9 h+ t/ B+ Z& r$ u6 n1 G, p
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
8 y( n4 r {5 N2 c/ n9 g 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 , o9 ^: E' Z' w: r% C7 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。
8 {6 X# {# y' m! g- Y% }$ u- Y6 {' d 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。 5 X+ s) U8 Y3 ^) V; q B
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。
3 ^& K& m5 m1 n( d3 Y 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。 7 U/ [: F: S& l; f' @2 v( c
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。） ' f: J9 ~( y7 e5 l# y# G0 @ t" k
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。 + y( o* T: j# f. U6 i
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 p' z* B: R3 E( Q6 P- ~ 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。
( E0 E! Y& ], h 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。 ! o& j" _6 @8 E/ c) _" x" s
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。
& U4 }& |( q; ?1 R1 O# t7 p9 z 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。
6 i. P% w, Q- A/ z/ j. ~: l 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°.
- ]" f4 r- ~: i0 _9 W. z 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
! [3 Z: P8 U. d 很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水1 F: _1 {& E$ P5 R' m9 E) K
0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°: i( W, _5 M* b4 x3 e1 E
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12 0 _8 B1 v; v [. S% {; d# t# I
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
* J |/ ^$ B, @! M6 i$ w1 v 3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
" `: s! N" T. X& K 硬度测定范围:
- t" o1 { G1 o9 o HS<100
+ x3 f! l$ c: _ y HB<500 6 J" R0 @: n6 l D2 [+ V& I1 `* B
HRC<70 8 z2 j e" _; J& \( F$ s: l
HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
