A. 常用的測量硬度的方法有幾種其應用范圍如何
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。
壓入法(布氏、洛氏、維氏)測量硬度,硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時所引起的塑性變形的能力。
回跳法(肖氏、里氏)測量硬度,硬度值代表金屬彈性變形功能的大小。
刻劃法測量硬度,硬度值表示金屬抵抗表面局部破裂的能力。
1. HRA:(洛氏A)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼及其它軟硬材質的硬度測試。
2. HK:(Knoop 努氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
3. HRC:(Rockwell C洛氏)用於量測熱處理鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。
4. HRB:(Rockwell B洛氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
6. HB5:(Brinell 布氏5)用於量測鋁、軟質鋁合金、鑄鐵、銅、黃銅等。
7. HB30:(Brinell 布氏30)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。
8. HV:(Vickers維氏)適用於量測各類材料。
9. R:(Tensile mole拉伸模數 N/mm2)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。
10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。
B. 常用的硬度實驗方法有幾種
主要以下3個:
1.測定材料耐頂針壓入能力的硬度試驗 如布氏硬度、維氏硬度、邵氏(Shore)硬度等;
2.測定材料對尖頭或另一種材料的抗劃痕性硬度試驗 例如比爾鮑姆(Bierbaum)硬度和莫斯(Mobs)硬度等;
3.測定材料回彈性的硬度試驗 例如洛氏(Rockwell)硬度和邵氏反彈硬度等.
C. 金屬材料的硬度測試方法有哪些
金屬的硬度,是指金屬表面局部體積內抵抗因外物壓入而引起的塑性變形的抗力,硬度越高表明金屬抵抗塑性變形的能力越強,金屬產生塑性變形越困難。硬度試驗方法簡單易行,又無損於零件。實際常使用的硬度試驗方法有:布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。三種硬度試驗值有大致的換算關系,機械、機械工藝或金屬材料的手冊上面一般都有換算關系表。
[布氏硬度HB]
布氏硬度是用載荷為P的力把直接D的鋼球壓入金屬表面,並保持一定的時間,測量金屬表面上的壓痕直徑d,據此計算出的壓痕面積AB,求出每單位面積所受力,用作金屬的硬度值,叫布氏硬度,記作HB.
HB=P/AB=P/(πDh)=2P/(πD(D-SQD(D2-d2)))
單位:P-kgf,D,h-mm
對鋼來說,一般選用的鋼球D為10mm,載荷P為3000kgf,壓入時間為10秒。試驗所得直徑d應在0.25D-0.6D的范圍內。布氏硬度的使用上限是HB450,適用於測定退火、正火、調質鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。
[洛氏硬度HR]
洛氏硬度是工業生產中最常用的硬度測量的方法,因為操作簡便、迅速,可以直接讀出硬度值,不損傷工件表面,可測量的硬度范圍較寬。但洛氏硬度也有一些缺點,如因壓痕小,對材料有偏析及組織不均勻的情況,測量結果分離度大,再現性較差。
洛氏硬度(HR)也是用壓痕的方式試驗硬度。它是用測量凹陷深度來表示硬度值。洛氏硬度試驗用的壓頭分硬質和軟質兩種。硬質壓頭為頂角為120º的金剛石圓錐體,使用於淬火鋼等硬的材料。HRA以60kgf的負荷試驗,硬度有效范圍是>70,適用於硬質合金、表面淬火層及滲碳層;HRC以150kgf的負荷試驗,硬度有效范圍是20-67(相當於HB230-700),適用於淬火鋼及調質鋼。
軟質壓頭由直徑1.588mm(1/16")的鋼球製成,使用於退火鋼、有色金屬等,以HRB表示,硬度有效范圍是25-100(相當於HB60-230)。
這三種洛氏硬度在表盤上刻度的顏色有所規定,HRA和HRC為黑色刻度,HRB為紅色刻度。
[維氏硬度HV]
維氏硬度也是利用壓痕面積上單位應力作為硬度值計量。維氏硬度所使用的壓頭是錐面夾角為136º的金剛石四方錐體。
試驗時,在載荷P的作用下,在試樣試驗面上壓出一個正方形壓痕。測量壓痕兩對角線的平均長度d,藉以計算壓痕面積AV,以P/AV的數值表示試樣的硬度,以HV表示。
HV=P/AV=1.8544P/d2
載荷P的大小可根據試樣的不同選擇,一般為5-100kgf。
一般硬度測量方法對應的處理范圍:
1.
HRA:(洛氏A)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼及其它軟硬材質的硬度測試。
2.
HK:(Knoop
努氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
3.
HRC:(Rockwell
C洛氏)用於量測熱處理鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。
4.
HRB:(Rockwell
B洛氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
5.
HR30T:(Rockwell
30T洛氏)
用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
6.
HB5:(Brinell
布氏5)用於量測鋁、軟質鋁合金、鑄鐵、銅、黃銅等。
7.
HB30:(Brinell
布氏30)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。
8.
HV:(Vickers維氏)適用於量測各類材料。
9.
R:(Tensile
mole拉伸模數
N/mm2)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。
10.
HR15N:(Rockwell
洛氏HR15N)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。
D. 常用的硬度實驗方法有幾種
主要以下3個:1.測定材料耐頂針壓入能力的硬度試驗 如布氏硬度、維氏硬度、邵氏(Shore)硬度等; 2.測定材料對尖頭或另一種材料的抗劃痕性硬度試驗 例如比爾鮑姆(Bierbaum)硬度和莫斯(Mobs)硬度等; 3.測定材料回彈性的硬度試驗 例如洛氏(Rockwell)硬度和邵氏反彈硬度等。
E. 常用硬度試驗有哪幾種其各自的優缺點如何
常用的硬度試驗有以下幾種:
布氏硬度試驗(Brinell hardness test):用圓球形鋼珠或碳化鎢球壓入金屬表面,測量壓痕的直徑來表示材料的硬度。優點是對大型件和不規則形狀的物體適用;缺點是測試時會造成較大的表面變形,且測試時間較長。
維氏硬度試驗激吵(Vickers hardness test):用鑽石錐形壓頭壓入金屬表面,測量壓痕對角線長度來表示材料的硬度。優點是測試精度高,可用於測量各種材料的硬度;缺點是測試時需要相對平整的表面和較高的設備成本。
洛氏硬度試驗(Rockwell hardness test):用鋼球或鑽石錐形壓頭在金屬表面施加一定的荷載,測量壓痕的深度或彈性回彈量來表示材料的硬度。優點是測試速度快,設備操作簡單;缺點是測試結果受表面粗糙度和材料厚度的影響較大。
夏氏硬度試驗(Shore hardness test):用一個圓錐形壓頭壓入物體皮鉛雀表面,測量壓頭下沉的深度來表示材料的硬度。適用於塑料、橡膠等材料的硬度測試。優點是測試操作簡便,可直接用手操縱;缺點是只適用於比較軟的材料,且燃早測試結果易受溫度和濕度等因素的影響。
不同的硬度試驗方法在測試精度、測試速度、設備成本、測試對象等方面都有不同的優缺點。在選擇硬度試驗方法時,應根據實際需要選擇適合的測試方法。
F. 常用的硬度測量方法有哪些
金屬洛氏法:
1、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。所以試驗規定在10~35℃的室溫進行。
2、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。
3、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。為了讀數准確,在試驗過程中,硬度計應避免受到任何沖擊和震動。
硬度測試實驗的注意事項:
1、試樣(被測工件)表面應平坦光潔(粗糙度Ra不大於1.6um),無污物等。
2、對於特殊類試樣如與壓頭粘結的活性金屬材料,可以適當塗些油料(如煤油)。
3、試樣的製取應注意因外界因素引起表面組織變化,從而對硬度值構成影響。如製取試樣時因過熱引起的燒傷等。
4、試樣或者被測層的厚度應負荷標准。如採用金剛石錐壓頭厚度不小於壓痕殘余深(壓頭壓入深度)的10倍;球壓頭不小於壓痕殘余深度的15倍。
5、對於凹面或者凸面試樣應該進行必要的硬度值修正。
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。
H. 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。
I. 目前應用最廣的硬度試驗方法是
目前應用比較廣泛的硬度檢測方法有兩種,一種是錘擊法,即將硬度計放在被測工件上用手錘敲擊後檢查其深度凹坑,然後比對,算出硬度值;另一種是硬度機探頭在被測工件上施以壓力後直接讀取所測數值。
J. 硬度的測定方法有哪些
1.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。 術語及定義...
2.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,...
3.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...
4.顯微維氏 術語及定義 試驗力——試驗時所用的負載。 壓痕對角線——卸載後,壓頭在被測樣品表面留下的方形或菱形壓痕的對角線。 壓頭夾角——壓頭頂部兩相對面的夾角。 測試程序 試驗一般在10~35...
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