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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
0 m; T+ D5 q. J/ B 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
/ a# E$ `, z: j! i& f 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：, g) l! J" }2 W# _% E) @; J
1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 $ N+ }4 S/ t7 T" C) I
6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石
U. s+ ^4 @; ?. x9 p 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。. p2 P5 U! I! W4 _1 g
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
2 o- c% G6 t2 z# e( E0 { 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。
' }, O; I7 Z* ~, I; Q) I3 b 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。
% V8 j/ a; a' @7 n, E+ }1 c- y 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。0 a. Q2 l4 m* e. X3 ~
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。" D: \- ~( |* J% _7 S% ?' G
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，
) j. q/ T. U+ U- x6 l/ v1 d 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。
9 w1 D6 K& f2 y6 q$ G 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。 % i3 X7 B9 s& T) e4 ~5 {% B
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)。
B& U6 b0 {* \. g: M3 d" N) X( X3 O 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）。
8 s1 V* {- s) |0 h0 y# i 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。 ' ]5 Q/ N% S7 w4 j' z5 v: h' H. G
2、HB - 布氏硬度；
2 r+ }0 g: O' b6 h8 l6 J+ l2 \/ P 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。
8 |- S: W) w3 ~- R4 m2 ~& T. x 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)。 : d2 n9 e( j* f X5 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： 5 B* E" k6 t8 |7 ^
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( |) D" g) t6 y
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)。
+ y2 K" k3 Y6 u/ t 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)。 7 }* Q- s, C9 w s/ m, o
另外：
1 `! B0 N! x5 X2 x 1.HRC含意是洛式硬度C标尺，
! o; Q9 }4 @8 c6 _* e- b8 t* }+ a 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 % i1 ^ n: ^( l7 v8 H2 s. X6 z: h
3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650
8 z% ]) E/ b. \* k+ e" B0 A 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 ) z; O9 h8 B+ G! Y; }$ J% Y3 b( W
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。 - v0 u1 v, }4 Q
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 7 m$ r4 C0 I$ V) {! I7 U
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。
, X1 z6 A" C% y; k, b1 N- M9 S3 U 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。 9 p% }4 i" I$ |" g
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% K- r! i* M/ y: d' c2 ]0 u
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。
& R: R: b" `3 l( S 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。） , [% j! {8 \. f# B$ n# m/ C
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。
' K7 J4 ~: a# H$ ~2 |6 d1 @ 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。
% O \- \+ r, D! i$ k 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。 % B! s. P+ o, z# A! 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。 3 J; v ]: X+ W6 R8 {
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。
5 h g& H% }6 E0 L; d$ U. i/ ^ 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。 ' ^, K( H2 o! W5 b5 q7 U) |. y
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°.
* m' K8 c" F5 C0 v7 @ 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:) |/ d+ S0 M1 x2 d4 G: x$ V
很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水
N# H6 y0 o% i" I. g+ m+ _ 0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°- U }4 ^( m6 e2 }% H& [: W
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
! C+ t. S% V5 D7 e6 z- w) F; }% i 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
# c I: Y. R4 c$ J5 i 3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
. o6 i6 [7 t( N1 a 硬度测定范围:
9 B4 \8 g5 a1 O- r5 t HS<100 : ~' y9 c0 A) _. e
HB<500 1 T! m8 s, p& C2 B- D Z
HRC<70
" P* a' N$ `1 S6 } ~0 T; C HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
