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硬度计分类及相关原理硬度计是测量物体硬度的仪器,依据繁简程度可分为简洁硬度测量计和简单硬度测量计两种依据所测硬度单位分类有洛氏硬度计维氏硬度计显微硬度计布氏硬度计邵氏硬度计巴氏硬度计里氏硬度计韦氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计布氏硬度计里氏硬度计邵氏硬度计韦氏硬度计巴氏硬度计万能硬度计显微硬度计其它硬度计标准硬度块又可分为又分为便携式硬度计和台式硬度计洛氏硬度计用于铸铁等工件的洛氏硬度值测量维氏硬度计用于较薄工件的维氏硬度值测量布氏硬度计用于硬度较高的工件布氏硬度值测量里氏硬度计是便携式硬度计,用于不宜拆卸或较大产品的硬度值测量邵氏硬度计用于橡胶类产品邵氏硬度值测量韦氏硬度计用于铝合金类产品韦氏硬度值测量巴氏硬度计用于玻璃钢类产品巴氏硬度值测量万能硬度计用于多种硬度标尺下的硬度值测量显微硬度计维氏硬度计的一种,用于很薄的工件的维氏硬度值测量肖氏硬度计用于测定黑色金属和有色金属的肖氏硬度值硬度规定HS100HB500HRC70HV1300(80〜88)HRA(85〜95)HRB(20〜70)HRC洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准,称为标尺A、标尺B、标尺C洛氏硬度试验是现今所使用的几种一般压痕硬度试验之一,三种标尺的初始压力均为
98.07N(合lOkgf)最终依据压痕深度计算硬度值标尺A使用的是金刚石压头,然后加压至
588.4N(合60kgf);标尺B使用的是直径为
1.588mm(l/16英寸)的钢球作为压头,然后加压至
980.7N(合lOOkgf);而标尺C使用与标尺A相同的金刚石为压头,但加压后的力是1471N(合150kgf)o因此标尺B适用相对较软的材料,而标尺C适用较硬的材料实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系由于硬度值是由起始塑性变形抗力和连续塑性变形抗力打算的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高但各种材料的换算关系并不全都硬度表示材料反抗硬物体压入其表面的力量它是金属材料的重要性能指标之一一般硬度越高,耐磨性越好常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度.布氏硬度HB以肯定的载荷一般3000kg把肯定大小直径一般为10mm的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值HB单位为公斤力/mm2N/mm20布氏硬度计原理用肯定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商以HBS钢球表示,单位为N/mm2MPaI测定布氏硬度较精确牢靠,但一般HBS只适用于450N/mm2MPa以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又便利布氏硬度计的特点布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采纳的是10mm直径球压头3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值而不受个别组成相及微小不匀称度的影响,因此特殊适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验简单测量操作和压痕测量都比较费时,并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差,因此要求操作者具有娴熟的试验技术和丰富阅历,一般要求由特地的试验员操作布氏硬度计的应用布氏硬度计主要用于组织不匀称的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,采纳小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检测布氏硬度试验条件的选择犹如洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选择这种选择不是任意的,而是要遵循肯定的规章,并且要留意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显简单布氏硬度试验最常用的试验条件是采纳10mm直径的球压头,3000kg试验力这一条件最能体现布氏硬度的特点但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满意要求在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循的规章有2个规章一要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数即这个规章来源于相像律依据相像律,不同直径的球压头DI、D2在不同的试验力Fl、F2作用下压入试样表面,压痕直径dl、d2是不同的,但是只要压入角相同,压痕就具有相像性这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数在这种条件下,采纳不同的试验力和不同直径的球压头,在同一试样上测得的硬度值是相同的,在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的试验力与压头球直径平方之比在采纳公斤力的旧标准中表示为F/D2在采纳牛顿力的新标准中表示为
0.102F/D2规章二试验后要使压痕直径处于以下范围
0.24Dd
0.6Do否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验人们的大量试验表明,当压头直径在
0.24D〜
0.6D之间时,测得的硬度值与试验力大小无关布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别.洛氏硬度(HR)当HB450或者试样过小时,不能采纳布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径为
1.
59、
3.18mm的钢球,在肯定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度依据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示HRA:是采纳60kg载荷和金刚石压头押入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)HRB:是采纳100kg载荷和直径
1.58mm淬硬的钢球求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)HRC:是采纳150kg载荷和金刚石压头押入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)3维氏硬度(HV)以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)HK=
139.54P/L2O式中HK-努氏硬度,Mpa;P-荷重,kg;L-凹坑对角线长度,mmo我们国家和欧洲各国采纳维氏硬度美国则采纳努普硬度兆帕(MPa)是显微硬度的法定计量单位,而kg/mm2是以前常用的硬度计算单位它们之间的换算公式为lkg/mm2=
9.80665Mpao
4.韦氏硬度计(HW)原理HW=20-L/
0.01其中L为压入试样的深度,适用于铝合金硬度的现场快速便利的无损检测和质量掌握测试快速,简便,一卡即可,硬度值可以直接读出,符合中国有色标准YS/T420和美国标准ASTMB647是标准YS/T420推举的两种仪器之一硬度计的具体分类硬度计的分类按材料分类有:金属硬度计橡胶硬度计石材硬度计水果硬度计按名称分类有洛氏硬度计HR表面洛氏硬度计HRNT维氏硬度计HV里氏硬度计HL布氏硬度计HBS肖氏硬度计HS邵氏硬度计HA韦氏硬度计HW巴氏硬度计一个单位相当于压入深度
0.0076mm按类型分类有:便携硬度计(手提式硬度计)台式硬度计多功能硬度计超声波硬度计视觉硬度计按示值显示分类有数显硬度计指针示硬度计读值查表示硬度计。