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新品硬度计的硬度计分类以及原理

发布时间:2017-08-03

新品硬度计硬度计分类以及原理
  金属硬度测量由雷奥姆尔提出硬度定义:表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好
  硬度计分类:
  一、根据繁简程度:简单硬度测量计、复杂硬度测量计
  二、根据所测硬度单位:洛氏硬度计、维氏硬度计、显微硬度计、布氏硬度计、邵氏硬度计、巴氏硬度计、里氏硬度计、韦氏硬度计、肖氏硬度计、布洛维硬度
  三、根据使用方式:便携式硬度计、台式硬度计
  各硬度计用途:
  洛氏硬度计用于铸铁等工件的洛氏硬度值测量
  HL160里氏硬度计
  HL160里氏硬度计
  维氏硬度计用于较薄工件的维氏硬度值测量
  布氏硬度计用于硬度较高的工件布氏硬度值测量
  里氏硬度计是便携式硬度计,用于不宜拆卸或较大产品的硬度值测量
  邵氏硬度计用于橡胶类产品邵氏硬度值测量
  韦氏硬度计用于铝合金类产品韦氏硬度值测量
  巴氏硬度计用于玻璃钢类产品巴氏硬度值测量
  万能硬度计用于多种硬度标尺下的硬度值测量
  显微硬度计是维氏硬度计的一种,用于很薄的工件的维氏硬度值测量
  肖氏硬度计用于测定黑色金属和有色金属的肖氏硬度值
  布洛维硬度计用于黑色金属、有色金属、硬质合金、渗碳层和化学处理层的硬度确定
  硬度规定:HS<100、HB<500、HRC<70、HV<1300 、HRA (80~88)、HRB (85~95)、HRC (20~70)
  洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准,称为标尺A、标尺B、标尺C。
  洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一,三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf),根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是金刚石压头,然后加压至588.4N(合60kgf);标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头,然后加压至980.7N(合100kgf);而标尺C使用与标尺A相同的金刚石为压头,但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料,而标尺C适用较硬的材料。
  实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。
  硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
  1.布氏硬度(HB)
  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)。
  2.洛氏硬度(HR)
  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载荷和金刚石压头押入器求得的硬度,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载荷和金刚石压头押入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
  3 维氏硬度(HV)
  以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。
  HK=139.54?P/L2。式中:HK-努氏硬度,Mpa;P-荷重,kg;L-凹坑对角线长度,mm。我国和欧洲各国采用维氏硬度,美国则采用努普硬度。兆帕(MPa)是显微硬度的法定计量单位,而kg/mm2是以前常用的硬度计算单位。它们之间的换算公式为1kg/mm2=9.80665Mpa。
  4.韦氏硬度计(HW)
  原理:HW=20-L/0.01,其中L为压入试样的深度,适用于铝合金硬度的现场快速方便的无损检测和质量控制。
  测试迅速,简便,一卡即可,硬度值可以直接读出,符合中国有色标准YS/T420和美国标准ASTM B647,是标准YS/T420推荐的两种仪器之一。
  原理
  硬度计
  硬度计的种类很多,常用的洛氏、布氏、维氏和显微硬度测试法。洛氏硬度测量法是常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。表示了洛氏硬度的测量原理。布氏硬度测试法二,布氏硬度的测量原理选择一事实上的载荷P,把直径为D的淬火钢球压入试件表面并保持一定时间,然后卸去载荷,测量钢球在试样表面压出的压痕直径d,计算出压痕面积,算出载荷P与压痕面积的比值,这个比值所表示的硬度就是布氏硬度,用符号HB表示。
  1.根据试件材料选择合适的压头和载荷。
  硬度计
  2.加预载。
  3.加主载并保持一定的时间。
  4.卸载。
  5.将试样取下,用带刻度的低倍放大镜测压痕直径d。
  6.查<压痕直径与布氏硬度对照表>得到布氏硬度值。
  布氏硬度的表示方法是若用Φ10mm钢球,在3000kg载荷下保持10s,测得的布氏硬度值表示为字母HB加上所测得的硬度值,例如HB400。在其他试验条件下,在HB后面要注明钢球直径、载荷大小及保载时间,例如:HB2.5/187.5/10=200表示用Φ2.5mm的钢球在187.5kg载荷下保持10s测得的布氏硬度为200。布氏硬度测试中还应注意以下几个问题,即试验压痕直径的范围应为0.25D<0.6D,否则测量结果无效;由于压痕周围存在变形硬化现象(可达2~3倍的压痕直径),所以要求相邻两个硬度点的距离≥4D,软材料≥6D,试件厚度不小于压痕深度的10倍,压痕离试件边缘的距离应不小于压痕直径。布氏硬度的优点是其硬度代表性全面,因压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均性能,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响。因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料;试验数据稳定,数据重复性强,此外,布氏硬度值和抗拉强度σb间存在一定换算关系。维氏硬度的测量原理基本上和布氏硬度相同,所不同的是用金刚石正四棱锥压头。正四棱锥两对面的夹角为136°,底面为正方形,如图14-6所示。维氏硬度所用的载荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等,负载的选择主要取决于试件的厚度。显微硬度的测量原理与维氏硬度一样,也是用压痕单位面积上所承受的载荷来表示的。只是试样需要抛光腐蚀制成金相显微试样,以便测量显微组织中各相的硬度。显微硬度一般用HM表示。工协作显微硬度测试用的压头有两种:一种是和维氏硬度压头一样的两面之间的夹角为136°的金刚石正四棱锥压头,显微硬度计是由显微镜和硬度计两部分组成。显微镜用来观察显微组织,确定测试部位,测定压痕对角线的长度;硬度测试装置则是将一事实上的载荷加在一事实上的压并没有上,压入所确定的测试部位。


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