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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
! R( M- Y* k: h# q) F4 r! v: i, A 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
4 k( w- }+ ~2 _9 I* e 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：5 j; `; f+ F5 } j1 V" T. y( m
1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石
. l7 W. [: S; v" M- l! Z 6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石: S' z; E/ a: e" o
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。 h" D2 s( w3 P$ S$ n' X+ Z9 ~7 D' T- J
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 b* X/ v3 N+ V$ ?" c 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。
) }1 |, Z0 n g) k0 r, l2 ` 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。' N) n. m4 l8 k+ z6 `7 ?
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。& j0 e+ d8 @" o9 k, `0 _2 }- V" E
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
5 A s2 H4 }# x0 l! ~ 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，
* g+ z" [7 i6 ?9 \1 c2 a2 u! A$ 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。 / `: z# f5 y! Z
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。 0 k1 H* S- d1 N
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)。
) z; j; J6 v3 g0 m: X+ Q 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）。
2 s8 j) d% @ u0 T2 g0 G4 Q 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。 3 z" Z/ H0 Y( y2 }+ K( l% Y
2、HB - 布氏硬度；
7 r3 V8 \ H+ H8 h2 t 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 [1 _- o7 U! s8 t 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)。 $ `5 M( ^/ o0 Z: n% b3 V- f5 D+ Z
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：
) M! W% s8 W6 B4 t' C8 g1 J 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)。 ; u& k8 A1 I. f) r B: U
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)。 ; ]2 K4 S* v8 a, s2 B
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)。 : x4 D9 d4 ]$ j6 X1 L4 y
另外：
- C' i6 O1 N4 T) D1 z: w 1.HRC含意是洛式硬度C标尺， 1 v$ j5 l p, ?6 J/ ^
2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛
) N5 Z5 V, f0 ]+ q# M% F5 k: b3 ? 3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650 8 M. m" S% \# X6 b" k% } N- }& d& o
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 1 q( q: f2 E) b3 L+ R1 b2 o
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
5 G0 ~& r% x+ n p7 A 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
^6 \1 D7 L$ k3 z& f2 E: W 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。
: C4 S# Z) r& q2 q" `7 y) M 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。 4 @3 r! ^- N! V( Q! n5 `
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。 ! S$ x9 `3 x: o' |* v0 }$ K: s* w
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。 . Z4 D5 G! F0 I
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。）
' ^8 T- x6 |2 R& 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。 5 n- {* h/ x% N. b1 w) l2 N8 _
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。
. ?; s( @. _5 L' C 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。 * b1 D, X9 S- ^+ _0 Q
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。 / t2 X2 V' v) _6 z
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。 - v; h. `* x$ r0 w; i, o8 T
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。 # z ^& L* R7 [1 V: _( ?' @* U
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°.
* b' e! y2 h" \! D$ R 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
) A8 u3 n1 ]# T0 F 很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水
% e; K* C+ x; \2 |9 q+ ]2 x, _4 b 0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°1 b! N( n) _3 u! @
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
M5 `9 D; D: ^6 k" o6 P 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15 ( h7 j+ u" V; l6 c
3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3' ?% T# g x. p0 q5 s1 d3 j4 d; x
硬度测定范围: 4 H3 f, ]( S, U9 j9 \! o' {% X
HS<100
1 w& N: S; q, W HB<500 / t0 u& O9 ~. C8 E
HRC<70
7 }+ D' ?3 T; Q& \! V( C/ @! ]; ] HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
