硬度:是指金屬表面抵抗其它更硬物體壓入的能力。按照測量方法的不同,可分為布氏硬度/洛氏硬度/維氏硬度/肖氏硬度等。 一、 布氏硬度HB 布氏硬度是用一定的負荷(一般為3000kg),把一定硬度的淬硬鋼球(常用10、5、2.5毫米)壓入材料表面,然後用所加的負荷除以材料上球印的表面積,所得結果就是布氏硬度值,單位是公斤/平方毫米,但習慣上不予標注。按照GB231-84<金屬布氏硬度試驗方法>,用淬火鋼球所測出的硬度用HBS表示;用硬質合金球為壓頭所測出的硬度值為HBW.HBS適用於測量退火/正火/調質鋼及鑄鐵/有色金屬及硬度小於450HBS的較軟材料;HBW適用於測量硬度在450~650HBW之間的淬火材料. 1、優點:由於被測金屬壓坑面積較大,所以結果比較准確。同時實踐證明HB與不淬火鋼抗拉強度σb有一定的近似關系,對於低碳鋼σb=3.53HB,中碳鋼σb=3.5HB,高碳鋼σb=3.33HB,灰鑄鐵σb=0.98HB,(σb單位為Mpa)因此根據材料的布氏硬度值,可以近似地確定金屬材料的抗拉強度。 2、缺點:不適合測量HB大於450的材料,因為材料的硬度太高容易引起鋼球變形,使得測量結果不準確。同時由於壓印較大,不適合測定成品和薄板材料。 二、洛氏硬度HR 洛氏硬度是用120度圓錐形金剛石壓入器或直徑為1.59毫米的淬硬鋼球作為壓頭,在一定的負荷的作用下壓入材料的表面上,用壓入的深度來計算材料硬度的大小。洛氏硬度沒有單位。根據所採用的負荷不同,洛氏硬度又分為三種 1、HRA測量硬度很高或硬而薄的HB大於700的金屬,如硬質合金錶面處理工件等,負荷為60公斤及120o金鋼錐); 2、HRB測量較軟的退火件及銅、鋁及HB=60~230的金屬,負荷為100公斤及ф1.588mm鋼球; 3、HRC一般用於測量HB=230~700的調質鋼或淬火回火後的工件,負荷為150公斤及120o金鋼錐; 優點:使用方法簡便,可以直接從刻度盤上直接讀出數值。由於壓印較小,適合測定成品和薄板材料。 缺點:由於壓印小,所以不準確,一般多測幾點,然後取平均值。 以上三種洛氏硬度中一HRC應用最多,一般經淬火處理的鋼材均用它。 洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間的關系約為高硬度時 HRC1/10HB; 三、 維氏硬度HV和顯微硬度 測定維氏硬度的原理基本與布氏硬度相同,區別在於壓頭採用錐面夾角為136度的金剛石正四棱錐體,單位是公斤/平方毫米,一般不予標出。 維氏法所用載荷較小。壓痕淺,適用於測量零件薄的表面硬化層、金屬鍍層及薄片金屬的硬度,這是布氏和洛氏所不及的。此外,因壓頭是金剛石角錐,載荷可調范圍大,故對軟硬材料均適用,測定范圍0~1000HV。 較新的國家標准為GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗第一部分:試驗方法》 用布氏、洛氏、維氏的硬度試驗法,載荷大、壓痕面積大,只能得到金屬材料組織混合物的平均硬度值,當需要測定某個相或某個晶粒硬度時,就要用到顯微硬度。 顯微硬度試驗法的原理與維氏相同,也是以載荷與壓痕表面積之比來確定。不同的是所採用的載荷極小,一般在1~120gf(1gf=0.0098N),顯微硬度值也可用HV來表示。 四、肖氏硬度HS 肖氏硬度試驗是動態力試驗中最簡單的試驗方法。試驗時,使一定重量的標准沖頭(底端鑲有金剛石圓柱體)或鋼球從一定高度自由落於試樣表面,然後由於試樣的彈性變形,又使其回跳到一定高度,可用落下的高度與回跳的高度的比值來計算肖氏硬度值HS。它取決於材料的彈性性質。因此又被稱為彈性回跳硬度。
❷ 硬度指標的常用的硬度指標
常用的硬度指標有:布氏硬度(HB),洛氏硬度(HR),維氏硬度(HV),一下分別介紹。 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,去載後,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)。
測定布氏硬度較准確可靠,布氏硬度范圍為8~650HB。但一般HB只適用於450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對於較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標准中,布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度,既直觀,又方便。 當HB>450或者試樣過小時,不能採用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。洛氏硬度是以頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為Φ1.588㎜的淬火鋼球作壓頭,以規定的試驗力使其壓入試樣表面。試驗時,先加初試驗力,然後加主試驗力。壓入試樣表面之後卸除主試驗力,在保留初試驗力的情況下,根據試樣表面壓痕深度,確定被測金屬材料的洛氏硬度值。
洛氏硬度值由h的大小確定,壓入深度h越大,硬度越低;反之,則硬度越高。一般說來,按照人們習慣上的概念,數值越大,硬度越高。因此採用一個常數c減去h來表示硬度的高低。並用每0.002㎜的壓痕深度為一個硬度單位。由此獲得的硬度值稱為洛氏硬度值,用符號HR表示。
由此獲得的洛氏硬度值HR為一無名數,試驗時一般由試驗機指示器上直接讀出。
根據試驗材料硬度的不同,分三種不同的標度來表示:
HRA:是採用60kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度,用於硬度極高的材料(如硬質合金等)。
HRB:是採用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用於硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC:是採用150kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度,用於硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
洛氏硬度的三種標尺中,以HRC應用最多,一般經淬火處理的鋼或工具都採用HRC測量。在中等硬度情況下,洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間關系約為1:10,如40HRC 相當於400HBS 。如50HRC,表示用HRC標尺測定的洛氏硬度值為50。硬度值應在有效測量范圍內(HRC為20-70)為有效。 維氏硬度試驗原理與布氏硬度相似,也是根據壓痕單位表面積上的試驗力大小來計算硬度值。區別在於壓頭採用錐面夾角為136°的金剛石正四棱錐體,將其以選定的試驗力壓入試樣表面,按規定保持一定時間後卸除試驗力,通過測量壓痕的對角線長可以計算出壓痕的表面積,試驗力與壓痕的表面積相除得到的商就是維氏硬度值。
維氏硬度法適用范圍寬,尤其適用於測定金屬鍍層、薄片金屬及化學熱處理後的表面硬度,其結果精確可靠。當試驗力小於0.2 kgf(1.961N)時,可用於測量金相組織中不同相的硬度。
試驗優缺點
優點:①與布氏、洛氏硬度試驗比較,維氏硬度試驗不存在試驗力與壓頭直徑有一定比例關系的約束; ②不存在壓頭變形問題; ③壓痕輪廓清晰,採用對角線長度計量,精確可靠,硬度值誤差較小。
缺點:其硬度值需要先測量對角線長度,然後經計算或查表確定,故效率不如洛氏硬度試驗高。根據壓頭形狀、材料及載入大小的不同,硬度可有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度,它們適用於不同的材料。 肖氏硬度採用回跳實驗來確定硬度值。試驗方法如下:將撞銷從一定高度落到試樣表面,撞銷發生回跳,根據回跳的高度來確定材料的硬度值。
肖氏硬度法的優點是簡便易得,缺點是准確度稍差。
❸ 請問硬度的表示方法(HB、HRC、HV)有何區別
硬度,物理學專業術語,材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。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。由於規定了不同的測試方法,所以有不同的硬度標准。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。
1、HRC是採用150Kg載荷和120°金剛石錐壓入器求得的硬度,用於硬度極高的材料。例如:淬火鋼等
2、HB是布氏硬度,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,去載後,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、HV也就是維氏硬度,和洛氏硬度區別主要在硬度實驗時,壓痕形狀不一樣。
(3)常用硬度測量方法指標如何表示擴展閱讀:
硬度分為:
①劃痕硬度。主要用於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。主要用於金屬材料,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。由於壓頭、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。主要用於金屬材料,方法是使一特製的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣,並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。
用一定的載荷將規定的壓頭壓入被測材料,嫌燃根據材料表面局部塑性變形的程度比較被測材料的軟硬,材料越硬,塑性變形越小。壓入硬度在工程技術中有廣泛的用途。壓頭有多種,如一定直徑的鋼球、金剛石圓錐、金剛石四棱錐等。載荷范圍為幾克力至幾噸力(即幾十毫牛頓至幾萬牛頓)。壓入硬度對載荷作用於被測材料表面的持續時間也有規定。主要的壓入硬度有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等。
肖氏硬度
也稱回跳硬度,芹仿虛簡稱HS。表示材料硬度的一種標准。由英國人肖爾(AlbertF.Shore)於1906年研究淬火鋼的硬度測定法時提出的。
肖氏硬度測定法的測量原理是:用重量為1/12盎司力(1盎司力等於0.2780牛頓大散)的帶有金剛石圓頭或鋼球的小錘,從10英寸的高度自由落下,使小錘以一定的動能沖擊試樣表面。小錘的部分動能轉變成試樣表麵塑性變形功而被消耗;另一部分轉變為彈性應變能被試樣儲藏。試樣彈性變形恢復時釋放出能量,使小錘回跳一定高度。
被測物越硬則彈性極限越高,儲藏的彈性應變能越多,小錘回跳得越高。回跳硬度的符號是HS,它以小錘回跳高度進行分度。回跳硬度數只能在彈性模量相同的材料之間進行比較,否則就會得出橡皮比鋼更硬的結論。壓入硬度的測量屬於靜力測定法,而回跳硬度的測量則屬於動力測定法。
巴氏硬度
巴柯爾(Barcol)硬度(簡稱巴氏硬度),最早由美國Barber-Colman公司提出,是近代國際上廣泛採用的一種硬度門類,一定形狀的硬鋼壓針,在標准彈簧試驗力作用下,壓入試樣表面,用壓針的壓入深度確定材料硬度,定義每壓入0.0076mm為一個巴氏硬度單位。巴氏硬度單位表示為HBa。
努氏硬度
努氏硬度是作為絕對數值而測得的硬度,主要在加工方面使用該數值。一般來說,金剛石的努氏硬度為7000~8000千克/平方毫米
韋氏硬度
一定形狀的硬鋼壓針,在標准彈簧試驗力作用下壓入試樣表面,用壓針的壓入深度確定材料硬度,定義0.01mm的壓入深度為一個韋氏硬度單位。韋氏硬度單位表示為HW。
❹ 常用的測量硬度的方法有幾種其應用范圍如何
方法:塑料洛氏、邵氏、金屬洛氏、金屬布氏、金屬維氏、顯微維氏等。
具體操作:1、塑料洛氏:在規定的加荷時間內,在受試材料上面的鋼球上施加一個恆定的初 負荷,隨後施加主負荷,然後在恢復到相同的初負荷。 測量結果是由鋼球壓入材料的總深度,減去卸去主負荷後規定時間內的彈性恢復以及初負荷引起的壓入深度。洛氏硬度標尺每一分度表示壓頭垂直移動0.002mm,具體公式:HR=130-e/0.002 HR— 洛氏硬度值 e-主負荷卸除後的壓入深度
2、邵氏:使用邵氏A型硬度機測試,測試時需注意按照標准,測試環境須在標准狀態下(23±2℃,50±5% R.H) 進行,且測試前試片須在標准狀態下放置40小時以上。測試時,將試片置於硬度試驗機平台上。調整使壓針頭與試樣表面的距離至25.4±2.5mm,然後,施加合適力度(不沖擊被測物)使壓針頭壓在試樣上。待完全壓下,與測試物接觸1秒內,立即讀取刻度值到整數字並記錄其結果。
3、金屬洛氏:測試原理將壓頭(金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球)分兩個步驟壓入試樣表面,經規定保持時間後,卸除主試驗力,測量在初試驗力下的殘余壓痕深度h,根據h值及常數N和S計算洛氏硬度。洛氏硬度應選擇在較小的溫度變化范圍內進行,因為溫度變化可能會對試驗結果有影響。所以試驗一般規定在10~35℃的室溫進行。試樣應平穩地放置在剛性支承物上,並使壓頭軸線與試樣表面垂直。避免試樣產生位移。使壓頭與試樣表面接觸,在無沖擊和振動的情況下施加試驗力,初試驗力保持不應超過3秒。將測在不小於1s且不大於8s的時間內,從初試驗力增加到總試驗力,並保持4s±2s,然後卸除主試驗力,保持初試驗力,經過短暫穩定後,進行讀數。為了讀書准確,在試驗過程中,硬度計應避免受到任何沖擊和震動。
4、金屬布氏:測試原理對一定直徑的硬質合金球施加試驗力壓入試樣表面,經規定保持時間後,卸除試驗力,測量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗力除以壓痕表面積的商成正比。壓痕被看作是具有一定半徑的球形,其半徑是壓頭槌直徑的二分之一。
5、金屬維氏:測試原理將頂部兩相對面具有規定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣表面,保持規定時間後,卸除試驗力,測量試樣表面壓痕對角線長。維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商,壓痕被視為具有正方形基面並與壓頭角度相同的理想形狀。
6、顯微維氏:試驗一般在10~35℃的室溫進行。對溫度要求嚴格的試驗,試驗溫度應為23℃±5℃。根據試樣厚度和硬度選擇試驗力。使壓頭與試樣表面垂直接觸,垂直於試驗面施加試驗力,加力過程中不應有沖擊和震動,直至將試驗力施加至規定值。保持試驗力的時間為10~15秒。對特殊材料,試驗力保持時間可以延長,但誤差應在±2秒。
❺ 什麼是HRA、 HRB、 HRC硬度標准
一、含義解釋:
HRA、HRB、HRC是硬度測量指標,是一種用於材料硬度測量的方法,通常用於金屬和合金的硬度測試。
二、語法、使用方法不同之處的對比:
HRA、HRB、HRC是三種不同的硬度測試方法,主要區別在於測試時所使用的鋼珠、壓頭的直徑和壓力大小不同。下表列出了HRA、HRB、HRC的主要特點和應用領域。
三、具體用法舉例:
以下是HRA、HRB、HRC的用法舉例:
HRA的用例:
這種刀片的HRA值很高,能夠適應高速切削的要求。
HRA測量結果顯示,這個材料非常耐磨。
HRA硬度測試結果表明,這種合金鋼的強度非常高。
HRB的用例:
HRB值越高,材料越軟,用於製造裝飾品等。
這個鋁合金的HRB值符合設計要求。
HRB硬度測試結果表明,這個黃銅材料比較容易加工。
HRC的用例:
這個鋼鐵製品的HRC值符合國家標准。
HRC值越高,材料越難加工。
HRC硬度測試結果顯示,這種合金材料非常堅硬。
四、充分全面的決策參考:
HRA、HRB、HRC是硬度測試的不同指標,根據不同的應用場景選擇不同的測試方法是至關重要的。在實際生產和製造中,通常需要根據所需材料的硬度特性來選擇相應的測試方法,以保證產品質量和性能。此外,還需要注意測試條件的控制,例如保證壓頭直徑和壓力大小的標准化,以保證測試結果的准確性。通過這樣的全面推薦和深度分析,我們可以更好地了解和掌握