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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
6 t. f% }" y3 z, l 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
, ]& z% i! F8 j# \, k+ 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：' v0 s" J$ _. I& n
1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 $ |& D I' y. D$ H" w! K( H; \
6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石
% W# [" R5 s$ Z& L 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。
6 [2 ~: V6 C; ^1 \/ 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3 K9 O# H- x; r( d$ O
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。
& q P' {8 `4 t& F, [. }& p* f 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。
2 N. k9 K- s: n# p9 H: Z 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。; G! ?1 z8 F9 P5 _
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
9 L6 w' L& g" O! ~9 Y( n! U! Z 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， 3 X4 t; u# c' k% j8 f
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。 4 G* m* z1 Y. b, ?6 z1 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。 - A ]& s% s3 e6 H
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)。 # Q% }5 Y# b) W( w! i6 c5 C
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）。 # ]1 W3 V# O* U6 J
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。 2 P- K) T$ x* @/ ~
2、HB - 布氏硬度； # Z& |) I6 o1 i3 N! o
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。 d) @% H- a9 [- H9 _. F* ~8 Q
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)。
2 r! j6 p$ Z+ s2 p$ `" U8 K8 W 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：
9 \1 e! B) w3 W0 x* o5 N1 B 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)。
; j/ y6 @$ d6 a/ a) \ 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)。 9 X p1 |0 V8 O! g, 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)。 6 x5 R3 y7 n( F4 i" J, J# n$ l. e; \
另外： . o) K. D: g2 G5 A5 G3 D0 ?
1.HRC含意是洛式硬度C标尺， 5 Z+ i6 J4 D0 s: A6 ?
2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛
$ m% a& v- W2 c1 x, g1 v 3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650 2 A4 r. m( N, I' K! B
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 ' \! [5 b7 S) }# {$ ]8 K3 `
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
% B7 @" U! B0 O! A" G0 h* G 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
% I9 y) M) j. I# c; W, {* R# g 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。
& p1 L* L1 X# k& }( J# ] 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。 % \: f3 N" D( s: D& e
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。
z/ E: e8 v! m; G! F 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。
2 H3 ~( F' C- t. R# `+ q" z 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。） % v8 D, }0 w) ^( [
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。
" n$ W- k1 P- e! K$ m! d 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。
( ^* P2 g5 J9 v0 \ 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。 ' ]" p. r# `& i* ~ D' e6 U
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。 5 @9 F: p" {* @3 E/ b* r
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。
: k4 R/ X3 \, u- e7 e- m 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。 % {/ G4 n+ l# K7 H
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°.
( T" @! `, }8 Y9 X/ j# v 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
/ `) F) b3 I1 ^9 o% u3 u 很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水# _; L% f+ U2 n; ~3 w
0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°
+ ?9 E# z8 k) N& i 1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
8 D2 G' c9 n5 q$ R) D 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
! t2 Q+ I5 `9 n5 n7 C! |9 m, f% A 3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
w; I3 c- E% F1 M- A [ 硬度测定范围: 7 R% A- Z- n7 E, ?+ K" `( Y# G
HS<100 0 \3 v5 @. _& U3 w3 S1 @
HB<500 : k$ Z) o) L" C2 S/ w$ M) I3 U
HRC<70 # T) J/ b6 f/ O$ e; |6 q
HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
