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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
4 N& Q+ M. x7 R8 U% H 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
3 {5 X; R! u8 D& I3 d 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：
3 V+ s7 T4 H# b- Q 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 4 X, m" \- x7 A* r1 ]/ U
6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石
; {$ K( w6 v5 v* m6 K 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。* z& T# f6 {9 v2 h
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
$ L7 M9 `+ q" D, H 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 A0 W, o6 n. f7 M' ?
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。
. V% J2 O& H! N1 x( Z2 }2 d 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。
- _1 V3 e# y9 ?# [; c, ? 维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
, G/ u" M5 g2 e. Y% b 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& A) \6 t: k1 k+ J/ i: 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。
- }0 M6 I% X2 p: J# o& m8 k0 e 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 I S G) g8 L1 U: o0 \ 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)。
0 d. r& ]' o. p& @2 r m 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）。 ( l- Q4 z2 T; U8 t( b& 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。 : b. z' F0 p% z& I/ t- a, U
2、HB - 布氏硬度；
7 H' y( g3 x m$ d9 m5 n& K% _ 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, W, N- m# |& g6 P
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)。 . x- b" ]' j7 [" T- G; g3 \
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：
" a6 M& V+ v' y 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)。
/ @0 \ U2 P9 Q# l( l2 q! R) R4 o 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)。 % y7 {9 X0 q8 j/ p2 C
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)。
h+ s9 O% g6 b7 K% r! n4 \' f 另外：
9 y2 k) [, Z/ N( Q8 | 1.HRC含意是洛式硬度C标尺， ' |& ?9 Q" A3 f" c
2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛
/ R7 t% ^) q- h, B 3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650 / t4 w/ \; T* J! f9 E# Q1 O
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。 / [: r7 K/ ^6 a7 i$ a
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
- P: z, F( N6 r, N3 |5 L" j 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
; l e4 b/ l' M5 X! ~ 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。
' J0 |8 K* {- y0 b, D4 t: @) J% r3 Y 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。 ) \/ I- w0 s$ E) V$ C
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。 $ W! }) q6 B) O% T
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。 1 w, N% z) m( ?
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。）
( v' Y: w9 z1 h) Q1 `9 g) b 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。 6 {' L; Q4 R- O) e0 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。 8 _+ E8 B9 X6 y( n% f& [
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。
9 `& {/ l0 h5 g, \! 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。
% s' {2 H' ~# O [ 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。 : y3 `+ M1 c* ?/ d% ^: e8 @
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。 2 _# n* |) E4 r
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°.
6 c; O* E1 i8 [4 j- H+ c: n 水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
0 t- [/ r6 h# f: j3 n3 X 很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水
# F9 p I3 N) A( O1 n 0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°3 I6 ]9 j. E& x, M" q% O
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
! I4 A0 P/ u {$ n: o D6 R b 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
" Y& y$ T: O8 y2 r 3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3" B( w. j5 x: Y8 B. f
硬度测定范围:
6 S6 S1 b1 G+ _9 i HS<100
8 L& q. R: g8 i7 [8 s4 l HB<500 ; V; W3 e/ J: ^
HRC<70
& q8 {- N9 x( S HV<1300 |
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发表于 2008-10-11 08:06:58
