1、硬度介绍:硬度表示材料抵抗硬物压入其表面的能力,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、维氏硬度等。
1、布氏硬度(HB)是用一定尺寸(通常直径为10mm)的淬硬钢球,以一定的载荷(通常)压入材料表面一段时间,卸除载荷后,载荷与压痕面积之比就是布氏硬度值(HB),用千克力/平方毫米(N/mm2)表示。
2、洛氏硬度(HR)当HB>450或试样太小时,不能用布氏硬度试验,而用洛氏硬度测量法代替。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,有三种不同的标度来表示:
• HRA:是采用60kg荷重、金刚石锥形压头测定的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
• HRB:是使用100kg荷重,直径1.58mm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)。
• HRC:使用150kg负载和金刚石锥形压头获得的硬度,用于硬度非常高的材料(例如淬火钢等)。
3、维氏硬度(HV)的测定方法是将载荷不大于120公斤、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,即可得到维氏硬度HV值(kgf/mm2)。
注:洛氏硬度中的HRA、HRB、HRC中的A、B、C是三个不同的标准,分别称为A标尺、B标尺、C标尺。洛氏硬度试验是现今常用的压痕硬度试验之一。三个标尺的起始压力都是98.07N(10kgf),根据压痕深度计算出硬度值。A标尺采用球形圆锥金刚石压头,然后加压至588.4N(60kgf);B标尺采用直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头,然后加压至980.7N(组合);而C标尺采用与A标尺相同的球形圆锥金刚石作为压头,但加压后的力为1471N(组合)。因此,B标尺适用于相对较软的材料,而C标尺适用于较硬的材料。 实践证明,金属材料各种硬度值之间以及硬度值与强度值之间存在着近似的对应关系。由于硬度值是由初始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料强度越高,塑性变形抗力越大,硬度值也越高。但各种材料的换算关系并不一致。
硬度试验是力学性能试验中最简单、最可行的试验方法。为了用硬度试验代替某些力学性能试验,生产中需要有较准确的硬度与强度的换算关系。实践证明,金属材料各种硬度值之间、硬度值与强度值之间存在着近似的对应关系。因为硬度值是由初始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料强度越高,塑性变形抗力越大,硬度值也越高。
三、硬度换算公式1.肖氏硬度(HS)=布氏硬度(BHN)/10+122.肖氏硬度(HS)=洛氏硬度(HRC)+153.布氏硬度(BHN)=洛氏硬度(HV)4.洛氏硬度(HRC)=布氏硬度(BHN)/10-3
利用布氏硬度压痕直径直接换算工件洛氏硬度在生产现场,由于检测仪器的限制,经常使用布氏硬度计来测量大型淬火件的硬度。如果想知道工件的洛氏硬度值,通常的方法是先测出布氏硬度值,然后根据换算表查出对应的洛氏硬度值,这种方法显然有些麻烦。那么,能否根据布氏硬度计的压痕直径直接算出工件的洛氏硬度值呢?答案当然是可以的。根据布氏硬度与洛氏硬度换算表,可以总结出一个计算简单、容易记忆的经验公式:HRC=(479-100D)/4,式中D为φ10mm钢球压头在30KN压力下压在工件上的压痕直径的实测值。 此公式计算出来的值与换算出来的值之间的误差在0.5到-1的范围内,这个公式在现场使用起来非常方便,大家不妨尝试一下。