硬(ying)度(du)是(shi)指(zhi)材(cai)料抵(di)抗局部變形,即抵(di)抗刻劃(hua)、壓入機械作(zuo)用的能(neng)力(li)。刻劃(hua)或(huo)壓入其(qi)表面的能(neng)力(li)稱為(wei)硬(ying)度(du)。金(jin)屬的耐磨性(xing)、強度(du)等(deng)通(tong)常都和(he)硬(ying)度(du)有關。它是(shi)材(cai)料的彈性(xing)、強度(du)、塑性(xing)、韌性(xing)等(deng)一系列不同力(li)學性(xing)能(neng)組成的綜合性(xing)能(neng)指(zhi)標,是(shi)選(xuan)擇材(cai)料的重要依(yi)據(ju)。


 測(ce)定硬度(du)(du)的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)(fa)有壓入法(fa)(fa)(fa)(fa)、彈(dan)性(xing)回(hui)跳法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)劃痕法(fa)(fa)(fa)(fa)等(deng)。依據試驗(yan)方法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)不同,可用(yong)不同的(de)(de)量(liang)值來(lai)表示硬度(du)(du)。目(mu)前,在生(sheng)產中應(ying)用(yong)最廣(guang)泛的(de)(de)硬度(du)(du)是布氏硬度(du)(du)、洛氏硬度(du)(du)和(he)維氏硬度(du)(du)。



1. 布氏(shi)硬度(HBW)


  布(bu)氏(shi)硬度(du)的試(shi)(shi)驗原理是(shi)將一定直徑的硬質合金球施加試(shi)(shi)驗力(li)壓入試(shi)(shi)樣表面,經規定保持時間(s)后,卸除試(shi)(shi)驗力(li),測(ce)定試(shi)(shi)樣表面壓痕的直徑,即可求得布(bu)氏(shi)硬度(du)值(HBW)。


  布(bu)氏(shi)硬度(du)值(zhi)的表示:布(bu)氏(shi)硬度(du)符(fu)號(hao)用HBW表示。符(fu)號(hao) HBW前面的數值(zhi)為硬度(du)值(zhi),符(fu)號(hao)后面是按如下順序(xu)表示試驗(yan)條件的指標:


   ①. 硬質(zhi)合(he)金球直徑(mm);


   ②.試(shi)驗力大小的數值[(k)N];


   ③. 與規定時間不同的試驗力保持時間(s)。



 2. 洛(luo)氏硬度(HRA、HRB、HRC)


  洛氏(shi)硬度試驗(yan)法(fa)是目前(qian)應用最廣泛的(de)試驗(yan)方(fang)法(fa)之(zhi)一。


  洛(luo)(luo)氏(shi)硬度試(shi)驗時,其(qi)硬度值(zhi)可從硬度計(ji)的(de)指(zhi)示器上(shang)直接(jie)讀出,而無需測量壓痕深度,硬度值(zhi)只表(biao)示高(gao)低,所以沒有(you)單位。常用的(de)洛(luo)(luo)氏(shi)硬度值(zhi)為HRC、HRB。


  測出硬度值后,應(ying)標明硬度值符(fu)號(hao)(hao)(用球(qiu)測量應(ying)表明壓頭代號(hao)(hao),鋼球(qiu)為S,硬質合金(jin)球(qiu)為W)。


  例如,59HRC表(biao)示(shi)用C標(biao)尺測得洛(luo)氏硬度值為59;60HRBW表(biao)示(shi)用硬質合金球壓頭(tou)在B標(biao)尺上測得的洛(luo)氏硬度值為60。


  洛氏硬(ying)度試驗(yan)法的(de)優點(dian)是操作簡便、迅速,壓痕較(jiao)小,故可在工件表面或較(jiao)薄的(de)金屬上進(jin)行試驗(yan),并(bing)適(shi)于(yu)大量生產中的(de)成(cheng)品(pin)檢查,適(shi)于(yu)各種軟(ruan)硬(ying)材料。


  洛氏硬(ying)度(du)值(zhi)的(de)試(shi)驗(yan)原(yuan)理是將(jiang)壓(ya)頭(金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)圓錐、鋼(gang)球、或硬(ying)質合(he)金(jin)(jin)球)分兩步壓(ya)被測(ce)(ce)入表面,經規定保持時間,卸除測(ce)(ce)試(shi)力,測(ce)(ce)量被測(ce)(ce)金(jin)(jin)屬表面殘留壓(ya)痕(hen)深度(du),并以此來(lai)計算(suan)試(shi)件硬(ying)度(du)值(zhi),即


式 11.jpg



3. 維氏硬度(HV)


  其試驗(yan)原(yuan)理是(shi)將頂部兩相對面具有(you)規定(ding)角度(du)(du)的正四棱錐(zhui)體金剛石(shi)壓頭(tou),用試驗(yan)力(li)壓入試樣表面,保持規定(ding)時間后,卸(xie)除試驗(yan)力(li),并通過(guo)測量試樣表面壓痕對角線長(chang)度(du)(du)來確定(ding)試件硬(ying)度(du)(du)。所得硬(ying)度(du)(du)值用符號“HV”來表示。


  HV可根據壓痕對角線平均長度d值查表求出,也可用公式HV=0.1891F/d2計算求得。


  例如,640HV30表示在(zai)試(shi)驗(yan)力(li)294.2N下(xia)保持10~15s,測得的維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)值(zhi)為640(HV后(hou)面的數值(zhi)為試(shi)驗(yan)力(li)值(zhi),試(shi)驗(yan)力(li)保持時間10~15s不標注);640HV30/20表示在(zai)試(shi)驗(yan)力(li)為294.2N下(xia)保持20s,測得的維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)值(zhi)為640。


  上面介紹了鋼(gang)的(de)力學性能,在選用(yong)不銹鋼(gang)材料(liao)時是非常有用(yong)的(de),因為使用(yong)不銹鋼(gang)加工制作的(de)工件(jian)或(huo)設備在使用(yong)時是要承受一(yi)定載荷(he)的(de),如不銹鋼(gang)容(rong)器就是在一(yi)定壓力下工作的(de)。