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標(biāo)題: 硬度 [打印本頁(yè)]

作者: nl840817 時(shí)間: 2010-10-19 08:59
標(biāo)題: 硬度
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,，稱為硬度,。根據(jù)試驗(yàn)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。對(duì)于管材一般常用的有布氏、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(yàn)力（F）壓入式樣表面,，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑（L）,。布氏硬度值是以試驗(yàn)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(jì)算公式為：
式中：F--壓入金屬試樣表面的試驗(yàn)力,，N；
D--試驗(yàn)用鋼球直徑,，mm,；
d--壓痕平均直徑，mm,。
測(cè)定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料,，對(duì)于較硬的鋼或較薄的板材不適用,。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途最廣,，往往以壓痕直徑d來(lái)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(yàn)力作用下,，保持30s（秒）測(cè)得的布氏硬度值為120N/ mm2（MPa）。
B,、洛氏硬度（HK）
洛氏硬度試驗(yàn)同布氏硬度試驗(yàn)一樣,，都是壓痕試驗(yàn)方法。不同的是,，它是測(cè)量壓痕的深度,。即，在初邕試驗(yàn)力（Fo）及總試驗(yàn)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(shí)間后，卸除主試驗(yàn)力,，用測(cè)量的殘余壓痕深度增量（e）計(jì)算硬度值,。其值是個(gè)無(wú)名數(shù)，以符號(hào)HR表示，所用標(biāo)尺有A,、B,、C、D,、E,、F、G,、H,、K等9個(gè)標(biāo)尺。其中常用于鋼材硬度試驗(yàn)的標(biāo)尺一般為A,、B,、C，即HRA,、HRB,、HRC。
硬度值用下式計(jì)算：
當(dāng)用A和C標(biāo)尺試驗(yàn)時(shí),，HR=100-e
當(dāng)用B標(biāo)尺試驗(yàn)時(shí),，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(dāng)壓頭軸向位移一個(gè)單位（0.002mm）時(shí),，即相當(dāng)于洛氏硬度變化一個(gè)數(shù)。e值愈大,，金屬的硬度愈低,，反之則硬度愈高。
上述三個(gè)標(biāo)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(yàn)是目前應(yīng)用很廣的方法,，其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中使用僅次于布氏硬度HB,。洛氏硬度可適用于測(cè)定由極軟到極硬的金屬材料，它彌補(bǔ)了布氏法的不是,，較布氏法簡(jiǎn)便,，可直接從硬度機(jī)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(zhǔn)確。
C,、維氏硬度（HV）
維氏硬度試驗(yàn)也是一種壓痕試驗(yàn)方法,，是將一個(gè)相對(duì)面夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗(yàn)力（F）壓入試驗(yàn)表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,，測(cè)量壓痕兩對(duì)角線長(zhǎng)度,。
維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得之商,，其計(jì)算公式為：
式中：HV--維氏硬度符號(hào)，N/mm2(MPa),；
F--試驗(yàn)力,，N；
d--壓痕兩對(duì)角線的算術(shù)平均值,，mm,。
維氏硬度采用的試驗(yàn)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(jí),，可測(cè)硬度值范圍為5～1000HV。
表示方法舉例：640HV30/20表示用30Hgf（294.2N）試驗(yàn)力保持20S（秒）測(cè)定的維氏硬度值為640N/mm2(MPa),。
維氏硬度法可用于測(cè)定很薄的金屬材料和表面層硬度,。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點(diǎn),，而克服了它們的基本缺點(diǎn),，但不如洛氏法簡(jiǎn)便。維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用,。
HB是用一定的力將一定直徑（2.5,、5、10）的鋼球壓向被測(cè)材料的表面,，然后測(cè)量被測(cè)材料表面鋼球壓痕的直徑以判斷材料的硬度。
材料的原始狀態(tài)和鋼材的退火,、正火或調(diào)質(zhì)常用HB,。
HR有A、B ,、C3三種,。A和C 用120度的金剛石正圓錐體作測(cè)頭，B用直徑1.588的鋼球作測(cè)頭,。測(cè)量方法都是先用一個(gè)預(yù)壓力將測(cè)頭壓在被測(cè)材料的表面,，再施以主壓力，然后撤除主壓力,，測(cè)量壓入深度判斷材料的硬度,。
HV是對(duì)HR的一種改良。因120度的正圓錐體不符合金剛石的晶體結(jié)構(gòu),，不易磨好,，所以HV將測(cè)頭改為棱圓椎體,，頂端可以制作得非常精良。測(cè)量方法同HR,。
HRA和HV用來(lái)測(cè)量材料經(jīng)表面熱處理,，如氮化、滲碳以后的表面硬度,，HRC常用于測(cè)量淬火后硬度,。

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