硬度是材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力
更新時間:2015-04-27 點擊次數(shù):2415
根據(jù)試驗方法和適用范圍不同,硬度又可分為
布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等
。一般常用的有布氏、洛氏
、維氏硬度三種
。
A、布氏硬度(HB)
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球
,以規(guī)定的試驗力(F)壓入式樣表面
,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)
。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商
。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm2(MPa)
。
其計算公式為:
式中:F--壓入金屬試樣表面的試驗力
,N;
D--試驗用鋼球直徑
,mm
;
d--壓痕平均直徑,mm
。
測定布氏硬度較準確可靠
,但一般HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對于較硬的鋼或較薄的板材不適用
。在鋼管標準中
,布氏硬度用途zui廣,往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度
,既直觀
,又方便。
舉例:120HBS10/1000130:表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf(9.807KN)試驗力作用下
,保持30s(秒)測得的布氏硬度值為120N/ mm2(MPa)
。
B
、洛氏硬度(HK)
洛氏硬度試驗同布氏硬度試驗一樣,都是壓痕試驗方法
。不同的是
,它是測量壓痕的深度。即
,在初邕試驗力(Fo)及總試驗力(F)的先后作用下
,將壓頭(金鋼廠圓錐體或鋼球)壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后
,卸除主試驗力
,用測量的殘余壓痕深度增量(e)計算硬度值。其值是個無名數(shù)
,以符號HR表示
,所用標尺有A、B
、C
、D、E
、F
、G、H
、K等9個標尺
。其中常用于鋼材硬度試驗的標尺一般為A、B
、C
,即HRA、HRB
、HRC
。
硬度值用下式計算:
當用A和C標尺試驗時,HR=100-e
當用B標尺試驗時
,HR=130-e
式中e--殘余壓痕深度增量
,其什系以規(guī)定單位0.002mm表示,即當壓頭軸向位移一個單位(0.002mm)時
,即相當于洛氏硬度變化一個數(shù)
。e值愈大,金屬的硬度愈低
,反之則硬度愈高
。
上述三個標尺適用范圍如下:
HRA(金剛石圓錐壓頭)20-88
HRC(金剛石圓錐壓頭)20-70
HRB(直徑1.588mm鋼球壓頭)20-100
洛氏硬度試驗是目前應(yīng)用很廣的方法,其中HRC在鋼管標準中使用僅次于布氏硬度HB
。洛氏硬度可適用于測定由極軟到極硬的金屬材料
,它彌補了布氏法的不是
,較布氏法簡便,可直接從硬度機的表盤讀出硬度值
。但是
,由于其壓痕小,故硬度值不如布氏法準確
。
C
、維氏硬度(HV)
維氏硬度試驗也是一種壓痕試驗方法
,是將一個相對面夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗力(F)壓入試驗表面
,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力,測量壓痕兩對角線長度
。
維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得之商
,其計算公式為:
式中:HV--維氏硬度符號,N/mm2(MPa)
;
F--試驗力
,N;
d--壓痕兩對角線的算術(shù)平均值
,mm
。
維氏硬度采用的試驗力F為5(49.03)、10(98.07)
、20(196.1)
、30(294.2)、50(490.3)
、100(980.7)Kgf(N)等六級
,可測硬度值范圍為5~1000HV。
表示方法舉例:640HV30/20表示用30Hgf(294.2N)試驗力保持20S(秒)測定的維氏硬度值為640N/mm2(MPa)
。
維氏硬度法可用于測定很薄的金屬材料和表面層硬度