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      1. 硬度的含義及相關說明
        作者  :  管理員? 日期  :  2018-12-21 12:22? 人氣  :  

        硬度
        hardness
          固體材料表面抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力。它是衡量材料軟硬程度的一個指標。抵抗能力越高,硬度值就越高。它與材料的化學成分、組織狀態、加工處理、工作環境和其他機械性能等有關。硬度值隨硬度試驗方法的不同,其物理意義也不同。常用的硬度試驗方法有劃痕法、壓入法和動力法 3種。用劃痕法測得的硬度值,表示材料表面抵抗斷裂的能力;用壓入法測得的硬度值,表示材料表面抵抗塑性變形的能力;用動力法測得的硬度值,表示材料變形功的大小。因此,硬度代表材料的強度和韌性等綜合性能指標。機械零件在切削加工時,要求材料有適當的硬度。材料硬度太高,切削性(見切削加工性試驗)不好,刀具易磨損,加工表面粗糙,生產效率低。材料硬度太低,韌性就大,切削性也不好。一般說,鋼的硬度為HB160~250時有較好的切削性。車刀、銑刀、絲錐和鉆頭等切削刀具均須經熱處理達到一定的硬度,才能保證有良好的切削性和耐磨性。硬度與強度之間有近似的對應關系。一般來說,金屬硬度越高,強度也越大。硬度與延展性、韌性和耐磨性也有一定關系。一般來說,硬度越高,延展性和韌性越差,耐磨性越好。


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        硬度 

        hardness


          固體對外界物體入侵的局部抵抗能力,是比較各種材料軟硬的指標。由于規定了不同的測試方法,所以有不同的硬度標準。各種硬度標準的力學含義不同,相互不能直接換算,但可通過試驗加以對比。硬度分為:①劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度,方法是選一根一端硬一端軟的棒,將被測材料沿棒劃過,根據出現劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說,硬物體劃出的劃痕長,軟物體劃出的劃痕短。②壓入硬度。主要用于金屬材料,方法是用一定的載荷將規定的壓頭壓入被測材料,以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續時間的不同,壓入硬度有多種,主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種。③回跳硬度。主要用于金屬材料,方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣,并以試樣在沖擊過程中儲存(繼而釋放)應變能的多少(通過小錘的回跳高度測定)確定材料的硬度。

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        邵氏硬度用于確定塑料或橡膠等軟性材料的相 對硬度. 它測量了規定壓針在指定壓強和時間 條件下的針入度. 硬度值用來識別或指定特殊 硬度的塑料,也可作為多批材料的質量控制在材料科學中,硬度指固體材料抗拒永久形變的特性。

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        三種主要的硬度定義方式包括:

        刻劃硬度
        壓入硬度
        回彈硬度(動態硬度,或絕對硬度)
        見硬度試驗。

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        [編輯]補充
        材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。試驗鋼鐵硬度的普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法這種方法不太科學。用硬度試驗機來試驗比較準確,是現代試驗硬度常用的方法。常用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測試方法

          硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標,它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念,而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法(如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等)、劃痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\HBW)(參照GB/T231-1984),生產中常用布氏硬度法測定經退貨、正火和調質得剛健,以及鑄鐵、有色金屬、低合金結構鋼等毛胚或半成品的硬度。

        洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種,它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產中HRC用得多。壓痕較小,可測較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。

        維氏硬度以HV表示(參照GB/T4340-1999),測量極薄試樣。

        1、鋼材的硬度 :金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同,

        常規表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC較為常用。

        HB應用范圍較廣,HRC適用于表面高硬度材料,如熱處理硬度等。兩者區別在于硬度計之測頭不同,布氏硬度計之測頭為鋼球,而洛氏硬度計之測頭為金剛石。

        HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)。

        HL手提式硬度計,測量方便,利用沖擊球頭沖擊硬度表面后,產生彈跳;利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/ VA(沖擊速度)。

        便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度?;蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)測量硬度值。

        2、HB - 布氏硬度;

        布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候,如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料,如熱處理后的硬度等等。

        布式硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測金屬表面,保持規定時間,然后卸荷,測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為:以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。

        3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。當HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同,分三種不同的標度來表示:

        HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。

        HRB:是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。

        HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

        另外:

        1.HRC含意是洛式硬度C標尺,

        2.HRC和HB在生產中的應用都很廣泛

        3.HRC適用范圍HRC 20--67,相當于HB225--650

        若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。

        若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。

        布式硬度上限值HB650,不能高于此值。

        4.洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗載荷為一確定值,中國標準是150公斤力。

        布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質合金球(HBW),試驗載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力。

        5.洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數點求平均值,適用成品和薄片,歸于無損檢測一類。

        布式硬度壓痕較大,測量值準,不適用成品和薄片,一般不歸于無損檢測一類。

        6.洛式硬度的硬度值是一無名數,沒有單位。(因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。)

        布式硬度的硬度值有單位,且和抗拉強度有一定的近似關系。

        7.洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產中。布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑,然后查表或計算,操作較繁瑣。

        8.在一定條件下,HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為:1HRC≈1/10HB。

        硬度試驗是機械性能試驗中簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗,生產上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關系。

        實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。
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