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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
* `* a' S) L" [' n8 d1 z2 E 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
2 l0 d; l8 O) Y7 Z/ J' d. k4 m8 x 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：
9 T8 u# P; S, D# V; `% J 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石
* b- Y& O7 S- Z& G( N- v 6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石" d6 E" f0 `0 O1 |& d
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。% K3 i9 V! B% T# ]6 ^
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
/ c! a: k9 T% M 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。
{$ h) b/ R5 I5 s! Q0 h 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。) L; h2 l: ?. 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。
0 B" t0 r! A2 s9 ^ f. T: d( } 维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
3 X* m2 t, E' k1 S+ x 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，
$ E. X4 m4 i6 k4 q 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。
( K+ ~5 F+ E* S' T2 L 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。
9 e$ z& _, v: O- L# k/ K, E 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)。 ) u3 q5 j! }! 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）。 " ^) }: f# O x4 r$ w! Z
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。 . U, ]& k5 x4 i- ^+ W! G
2、HB - 布氏硬度； , v4 ^* q) w5 I! p, g
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。
" v) M3 v [0 K! 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)。
+ L' i9 k6 E* ^2 d8 m% m 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：
7 I* \0 ?1 t( N. c* Z/ E 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)。
4 l% _( {6 {9 o8 f& I 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)。
, i# p4 o$ Y3 l' D' Y. _ 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)。
. Z% N5 b4 \ o1 a 另外：
7 Q+ T" |: B) ~6 i: S% P/ l 1.HRC含意是洛式硬度C标尺， - v1 M: d1 {: j8 e
2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 " L r; s- `% Y2 {/ m
3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650
$ n: w1 k2 j$ j- t 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 ' H$ u; r) P" ]+ F
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。 6 J! C7 Q- v. I, ]! F
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
6 ~; T) |" ?2 m4 w, W6 Q 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。 ' t: h2 M/ C7 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。
$ B3 W+ m* m( a/ l) k) X; D 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。
7 H% u/ M% ?. g: G1 K" t- l! e/ h/ D 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。 . Z, b9 E/ ^1 g/ y2 x% d
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。）
! x$ J0 S! O o# ` 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。 # @) @: F+ _6 l @6 l N9 |. k. V
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。 / q2 r' r$ t! \2 H! j
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。
7 ?- n7 ?! n) k' Q( Q5 r 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。
) Y q H7 n' ~, V* n% 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。 4 Q! {! t$ m4 v) e! Y- W# @
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。
& |* J+ J0 p$ Z( {3 S d 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°.
4 ]: J- S% `" D" |* c t" i) n& z 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:; G9 W& s5 j, u- C6 A7 o
很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水0 L7 S3 g5 `# | o' m5 y
0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°3 L0 p& s2 C8 Q) _
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12 0 E. h" x- p6 s' ~& ]# ^5 M6 b
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
! Z1 N D: r) ]( C 3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
, V1 k0 C+ I" y# W) M' Y( n% b+ R# D 硬度测定范围:
5 X% `; k( D' v2 t! s; K" d Y HS<100 0 n1 `# z" D& b
HB<500
- r, j1 Q! _' j$ G' F1 l HRC<70 Z& g1 e1 B* K
HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
