硬度:衡量材料性能的重要指标,你了解多少?

   日期:2024-08-15     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:413    
核心提示:(4)沧州欧谱洛氏硬度计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。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。

硬度是衡量材料软硬程度的一种性能指标。硬度试验的方法很多,原理不同,测得的硬度值和含义也不完全相同。最常见的是静负荷压痕硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA)、HRB、HRC)、维氏硬度(HV)、橡胶和塑料的肖氏硬度(HA、HD)等。硬度值表示材料表面抵抗硬物压痕的能力。最流行的里氏硬度(HL)和肖氏硬度(HS)属于回弹硬度试验,它们的值表示金属弹性变形做功的大小。因此,硬度不是一个简单的物理量,而是反映材料弹性、塑性、强度和韧性的综合性能指标。

钢材的硬度:金属硬度的代号为H。根据不同的硬度试验方法,

● 常用硬度标尺有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)等里氏硬度计现场检测建筑钢结构钢材抗拉强度技术规程,其中较常用的是HB和HRC。

●HB适用范围较广,HRC适用于表面硬度较高的材料,如热处理硬度。两者的区别在于硬度计的探头,布氏硬度计的探头是钢球,而洛氏硬度计的探头是金刚石。

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●HV——适用于显微镜分析。维氏硬度(HV)是用载荷不大于120kg、顶角为136°的金刚石方锥压头压入材料表面,用压痕的表面积除以载荷值得到的维氏硬度值(HV)。

●里氏硬度计是利用冲击球头冲击硬度表面,产生回弹,用冲头距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度之比来计算硬度,公式为:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/VA(冲击速度)。

●最常用的便携式里氏硬度计,在测量里氏(HL)后,可以换算成布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或者利用里氏原理,直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)测出硬度值,是传统台式硬度计的有益补充!缺点也很明显:误差太大,一般台式机误差可以控制在1%-2%以内,而里氏硬度计的误差一般不低于4%!

1. HB-布氏硬度:

布氏硬度(HB)一般用于材料较软的情况,如有色金属、钢材热处理前或退火后的情况。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。

布氏硬度(HB)是将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试验的金属表面,维持规定的时间,然后卸除载荷,测量被试验表面上压痕的直径。布氏硬度值是载荷除以压痕表面面积得到的商。通常,将一定尺寸(通常直径为10mm)的淬硬钢球以一定的载荷(通常为3000kg)压入材料表面,维持一段时间,卸除载荷后,载荷与压痕面积之比即为布氏硬度值(HB),单位为千克力/平方毫米(N/mm2)。

2. HR-洛氏硬度

洛氏硬度(HR-)是用压痕塑性变形的深度来确定的硬度指标,以0.002mm为一个硬度单位。当HB>450或试样太小时,不能用布氏硬度试验,而用洛氏硬度测量代替。它是用顶角为120°的金刚石圆锥或直径为1.59或3.18mm的钢球在一定的载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度计算出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同里氏硬度计现场检测建筑钢结构钢材抗拉强度技术规程,有三种不同的标度来表示:

HRA:是采用60kg荷重、金刚石锥形压头所测得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

HRB:用100kg荷重,直径1.59mm淬硬钢球测得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

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HRC:是使用150kg荷载和金刚石锥形压头所得到的硬度,用于硬度非常高的材料(如淬火钢等)。

此外:

(1)HRC 表示洛氏硬度 C 标度。

(2)HRC和HB在生产中应用广泛

(3)HRC适用范围:HRC 20-67,相当于HB225-650

若硬度高于此范围,则采用洛氏硬度A标尺HRA,若硬度低于此范围,则采用洛氏硬度B标尺HRB,布氏硬度的上限为HB650,不能高于此值。

(4)沧州欧普洛氏硬度计C标尺的压头为顶角120度的金刚石圆锥体,试验载荷为定值,中国标准为150kgf。

布氏硬度计的压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW),试验载荷随球径不同而变化,范围为3000~31.25kgf。

(5)洛氏硬度压痕很小,测量值局部化,需测量几个点求平均值,适用于成品和薄板,属于非破坏性试验。

布氏硬度压痕较大,测量值准确,不适用于成品和薄板,一般不属于无损检测。

(6)洛氏硬度的硬度值是一个无单位的无名数字。(因此,将洛氏硬度称为某个数字是不正确的。)

布氏硬度的硬度值有单位,与抗拉强度有一定的近似关系。

(7)洛氏硬度值直接在表盘上或数字显示,操作方便,快捷直观,适合大批量生产。

布氏硬度试验需要利用显微镜测量压痕直径,然后查表或计算,这是相当繁琐的操作。

(8)在一定条件下,HB与HRC可以通过查表的方式互换,心算公式大致可写为:1HRC≈1/10HB。

 
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