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技术常识

硬度的概念和硬度测量

来源:时代集团 发布日期:2020-05-07 08:49:40

 

硬度测量


硬度测量的应用:硬度测量具有简便、快捷;不破坏试样(非破坏性试验);硬度能综合反映材料的强度等其他力学性能;硬度与耐磨性具有直接关系,硬度越高,耐磨性越好。所以硬度测量应用极为广泛,常把硬度标注于图纸上,作为零件检验、验收的主要依据。


测量方法:可采用压入法、加弹法、划痕法等测量方法。生产中常用压入法(有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法等)。

 

1 )布氏硬度: HBBrinell-hardness )HBSHBW


布氏硬度测量原理:采用直径为 D 的球形压头,以相应的试验力 F 压入材料的表面,经规定保持时间后卸除试验力,用读数显微镜测量残余压痕平均直径 d ,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。实际测量可通过测出 d 值后查表获得硬度值。
HBS
HBW = F/S = 2F/ π D[D - (D2-d2)1/2]
HBS ——表示用淬火钢球压头测量的布氏硬度值。适用范围:小于 450
HBW ——表示用硬质合金压头测量的布氏硬度值。适用范围: 450~650

 

布氏硬度的测量原理
布氏硬度表示方法:符号 HBSHBW 之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如 :120HBS10/1000/30 表示直径为 10mm 的钢球在 1000kgf9.807kN )载荷作用下保持 30s 测得的布氏硬度值为 120
布氏硬度特点:优点:测量数值稳定,准确,能较真实地反映材料的平均硬度;缺点:压痕较大,操作慢,不适用批量生产的成品件和薄形件。
布氏硬度测量范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁;非铁金属(有色金属)、硬度较低的钢(如退火、正火、调质处理的钢)。

 

2 )洛氏硬度: HRRockwll hardnes


洛氏硬度测量原理:用金刚石圆锥或淬火钢球压头,在试验压力 F 的作用下,将压头压入材料表面,保持规定时间后,去除主试验力,保持初始试验力,用残余压痕深度增量计算硬度值,实际测量时,可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。
HR = K - h/0.002
K ——常数,金刚石压头取值 100 ,球形压头取值 130

洛氏硬度测量原理
洛氏硬度测量条件:洛氏硬度可以测量从软到硬较大范围的硬度值,根据被测对象硬度值大小不同,可用不同的压头和试验力,如下表。


常用洛氏硬度的试验条件和应用范围

硬度符号

压头类型

总试验力 F/N kgf

硬度范围

应用举例

HRA

120o 金刚石圆锥

588.4(60)

20~88

硬质合金、碳化物、浅层表面硬化钢等

HRB

φ1。588mm 淬火钢球

980。7(100)

20~100

退火、正火钢,铝合金、铜合金、铸铁

HRC

120o 金刚石圆锥

1471(150)

20~70

淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢

 

洛氏硬度特点:优点:测量迅速、简便、压痕小、硬度测量范围大;缺点:数据准确性、稳定性、重复性不如布氏硬度。
洛氏硬度测量范围:可用于成品和薄件,但不宜测量组织粗大不均匀的材料(如上表所示)。

 

3 )维氏硬度: HVdiamond penetrator hardness


维氏硬度测量原理:与布氏硬度相似。采用相对面夹角为 136o 金刚石正四棱锥压头,以规定的试验力 F 压入材料的表面,保持规定时间后卸除试验力,用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值。

维氏硬度测量原理
维氏硬度特点:测量范围大,可测量硬度为 10~1000HV 范围的材料;量压痕小。
维氏硬度应用:可测量较薄的材料和渗碳、渗氮等表面硬化层。

* 上述各种硬度测量法,相互间没有理论换算关系,故试验结果不能直接进行比较,应查阅硬度换算表进行比较。

* 各种硬度的换算经验公式:硬度在 200~600HBS 时 : 1HRC 相当于 10HBS ;硬度小于 450HBS 时: 1HBS 相当于 1HV

* 利用布氏硬度压痕直径直接换算出工件的洛氏硬度:根据布氏硬度和洛氏硬度换算表,可归纳出一个计算简单且容易记住的经验公式: HRC =479-100D/4 ,其中 D 为Φ 10mm 钢球压头在 30KN 压力下压在工件上的压痕直径测量值。该公式计算出的值与换算值的误差在 0.5 -1 范围内,该公式在现场用起来十分方便,您不妨试一试。

 

时代里氏硬度计产品咨询热线:4008601787 010-62971700

 

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