硬度的测试
什么是硬度
确定一种物质的硬度有种类繁多的方法.介绍几种较常见的方法:
硬度 是衡量材料软硬程度的一个性能指标.硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样.最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB),洛氏硬度(HRA,HRB,HRC),维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力.而里氏硬度(HL),肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小.因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性,塑性,强度和韧性等的一种综合性能指标.
硬度的测试方法有:划痕法(莫氏),压入法(布氏,洛氏,维氏),动力法(里氏).
下面介绍各种硬度测试法.
(1)莫氏硬度
这是一个最古老的测量硬度是1824年由德国矿物学家莫斯(Frederich Mohs)首先提出.应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕.用测得的划痕的深度来表示硬度:滑石(talc)1(硬度最小),石膏(gypsum)2,方解石(calcite)3,萤石(fluorite)4,磷灰石(apatite)5,正长石(feldspar;orthoclase;periclase)6,石英(quartz)7,黄玉(topaz)8,刚玉(corundum)9,金刚石(diamond)10.莫氏硬度也用于表示其他固体物料的硬度.但莫氏硬度试验不适合准确衡量,如钢或陶瓷工业材料的硬度
对于工程材料,各种手段已经发展了多年,提供精确的硬度测量.有了许多应用加载测试力和测量深度或由此产生的压痕尺寸,硬度就可宏观,微观和纳米尺度来衡量.
(2)布氏硬度
布式硬度(HB,是最早用来测试材料硬度)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).
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.
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.但HB应用范围较广.
(3)洛氏硬度
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:
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).
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).
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).
另外:
1. HRC含意是洛式硬度C标尺,
2. HRC适用范围HRC 20--67,相当于HB225--650
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA.
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB.
表面洛氏硬度试验 :
表面洛氏硬度试验采用三种试验力,两种压头,它们有6种组合,对应于表面洛氏硬度的6个标尺.表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充,在采用洛氏硬度试验时,当遇到材料较薄,试样较小,表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时,就应改用表面洛氏硬度试验.这时采用与洛氏硬度试验相同的压头,采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力,就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果.表面洛氏硬度的N标尺适用于类似洛氏硬度的HRC,HRA和HRD测试的材料;T标尺适用于类似洛氏硬度的HRB,HRF和HRG测试的材料.
洛氏硬度(HRC)和布氏硬度(HB)具体区别和换算
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,
●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.

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