一、硬度簡介: 硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。 1.布氏硬度(HB) 以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載后,負(fù)荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。 2.洛氏硬度(HR) 當(dāng)HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同,分三種不同的標(biāo)度來表示: · HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等)。 · HRB:是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。 · HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。 3 維氏硬度(HV) 以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度HV值(kgf/mm2)。/ d- w& ]3 G& n9 D. E
注: 洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標(biāo)準(zhǔn),稱為標(biāo)尺A、標(biāo)尺B、標(biāo)尺C。
$ Z5 W/ X Y: d' l) L. S ] p洛氏硬度試驗是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一,三種標(biāo)尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf),最后根據(jù)壓痕深度計算硬度值。標(biāo)尺A使用的是球錐菱形壓頭,然后加壓至588.4N(合60kgf);標(biāo)尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭,然后加壓至980.7N(合100kgf);而標(biāo)尺C使用與標(biāo)尺A相同的球錐菱形作為壓頭,但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標(biāo)尺B適用相對較軟的材料,而標(biāo)尺C適用較硬的材料。 ' g- ?6 j- {% x. d' R) v3 e
實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的,材料的強(qiáng)度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。但各種材料的換算關(guān)系并不一致。
7 j* d) j0 x) g9 J' t' R: c實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的,材料的強(qiáng)度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。
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下面是本站根據(jù)由實驗得到的經(jīng)驗公式制作的快速計算器,有一定的實用價值,但在要求數(shù)據(jù)比較精確時,仍需要通過試驗測得。 三、硬度換算公式
- M `+ P) C$ \- b0 E4 g$ Z1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12 $ Y& L4 J+ d' S3 ^7 Q, O" U
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15 5 }) n% O+ G, m L
3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV) 9 ?) L/ u# U1 l/ H# G9 w
4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3
5 w- V% h* ~5 ^- @% R- t7 X) z硬度測定範(fàn)圍:$ c Z! P# {6 @% p: [ e# `
HS<100
x8 \( R! r3 ~HB<500
4 u' E1 G/ e2 q( O0 a0 GHRC<70
' y& g% h( S3 Q9 o2 MHV<1300 在生產(chǎn)現(xiàn)場,由于受檢測儀器的限制,經(jīng)常使用布氏硬度計測量大型淬火件的硬度。如果想知道該工件的洛氏硬度值,通常的方法是,先測量出布氏硬度值,然后根據(jù)換算表,查出相對應(yīng)的洛氏硬度值,這種方式顯然有些繁瑣。那么,能否根據(jù)布氏硬度計的壓痕直徑,直接計算出工件的洛氏硬度值呢?答案當(dāng)然是肯定的。根據(jù)布氏硬度和洛氏硬度換算表,可歸納出一個計算簡單且容易記住的經(jīng)驗公式:HRC =(479-100D)/4,其中D為Φ10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5 ~ -1范圍內(nèi),該公式在現(xiàn)場用起來十分方便,您不妨試一試。 |