硬(ying)度(du)是(shi)(shi)指材(cai)料抵(di)抗(kang)局部變(bian)形,即(ji)抵(di)抗(kang)刻劃、壓入機械作用的(de)能(neng)力。刻劃或壓入其表面的(de)能(neng)力稱為(wei)硬(ying)度(du)。金(jin)屬(shu)的(de)耐磨性(xing)、強(qiang)度(du)等通常都和硬(ying)度(du)有關(guan)。它是(shi)(shi)材(cai)料的(de)彈性(xing)、強(qiang)度(du)、塑性(xing)、韌性(xing)等一(yi)系列不同(tong)力學性(xing)能(neng)組成(cheng)的(de)綜(zong)合(he)性(xing)能(neng)指標(biao),是(shi)(shi)選擇(ze)材(cai)料的(de)重要依據。


 測定硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)方法(fa)有壓入法(fa)、彈性回跳法(fa)和劃痕法(fa)等。依據試驗方法(fa)的(de)(de)不同(tong),可(ke)用不同(tong)的(de)(de)量值來表示(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)。目前(qian),在(zai)生產(chan)中應用最廣(guang)泛(fan)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)是布氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)、洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)和維(wei)氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)。



1. 布氏(shi)硬(ying)度(HBW)


  布氏(shi)硬(ying)度的(de)試(shi)(shi)驗(yan)原理是將一(yi)定直徑的(de)硬(ying)質(zhi)合金球(qiu)施加試(shi)(shi)驗(yan)力壓入試(shi)(shi)樣(yang)表(biao)(biao)面,經(jing)規定保持時間(s)后,卸(xie)除試(shi)(shi)驗(yan)力,測定試(shi)(shi)樣(yang)表(biao)(biao)面壓痕的(de)直徑,即(ji)可求(qiu)得(de)布氏(shi)硬(ying)度值(HBW)。


  布氏(shi)硬度值的表示(shi):布氏(shi)硬度符(fu)號用HBW表示(shi)。符(fu)號 HBW前(qian)面(mian)的數值為硬度值,符(fu)號后面(mian)是按如下順(shun)序表示(shi)試驗條件(jian)的指標:


   ①. 硬質合金球(qiu)直徑(mm);


   ②.試驗力(li)大(da)小的數值(zhi)[(k)N];


   ③. 與規(gui)定時(shi)間不(bu)同(tong)的試驗力保持時(shi)間(s)。



 2. 洛氏硬度(du)(HRA、HRB、HRC)


  洛氏硬度試(shi)驗法是目前應用最(zui)廣泛的(de)試(shi)驗方法之一(yi)。


  洛氏硬(ying)(ying)度(du)試(shi)驗時,其硬(ying)(ying)度(du)值可從(cong)硬(ying)(ying)度(du)計的(de)(de)指示器上直接讀(du)出,而無需(xu)測量壓(ya)痕深度(du),硬(ying)(ying)度(du)值只表(biao)示高低,所以沒有單位。常用的(de)(de)洛氏硬(ying)(ying)度(du)值為(wei)HRC、HRB。


  測出硬(ying)度值后,應(ying)標明(ming)硬(ying)度值符號(用球(qiu)測量應(ying)表明(ming)壓頭代號,鋼球(qiu)為(wei)S,硬(ying)質合金球(qiu)為(wei)W)。


  例如,59HRC表示(shi)(shi)用C標尺(chi)測(ce)得洛(luo)氏(shi)硬度(du)值(zhi)為59;60HRBW表示(shi)(shi)用硬質合金(jin)球壓頭(tou)在B標尺(chi)上(shang)測(ce)得的洛(luo)氏(shi)硬度(du)值(zhi)為60。


  洛(luo)氏硬(ying)度試驗法的(de)優點(dian)是操作(zuo)簡便、迅(xun)速,壓痕較(jiao)小(xiao),故可在工件表面(mian)或(huo)較(jiao)薄的(de)金屬上(shang)進(jin)行試驗,并適于(yu)大量生產中(zhong)的(de)成(cheng)品(pin)檢查,適于(yu)各種(zhong)軟(ruan)硬(ying)材料。


  洛氏硬(ying)度值的試驗原(yuan)理是將壓(ya)(ya)頭(金(jin)剛(gang)石圓錐(zhui)、鋼(gang)球、或硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)球)分兩(liang)步(bu)壓(ya)(ya)被測(ce)(ce)(ce)(ce)入表(biao)面,經(jing)規定保持時間,卸除測(ce)(ce)(ce)(ce)試力,測(ce)(ce)(ce)(ce)量被測(ce)(ce)(ce)(ce)金(jin)屬表(biao)面殘留壓(ya)(ya)痕深度,并以(yi)此來計算試件硬(ying)度值,即


式 11.jpg



3. 維氏(shi)硬度(HV)


  其試(shi)(shi)(shi)驗(yan)原理是將頂部兩相(xiang)對面(mian)具有規定(ding)(ding)角度的正四棱錐體金剛石(shi)壓頭,用(yong)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力壓入試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面(mian),保持規定(ding)(ding)時間后,卸除試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力,并通過測量試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)壓痕對角線(xian)長度來(lai)確定(ding)(ding)試(shi)(shi)(shi)件硬(ying)度。所(suo)得硬(ying)度值用(yong)符(fu)號“HV”來(lai)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(li)如,640HV30表示在試(shi)(shi)驗(yan)力294.2N下(xia)保持(chi)10~15s,測得的(de)維氏(shi)硬度(du)值(zhi)為640(HV后面(mian)的(de)數值(zhi)為試(shi)(shi)驗(yan)力值(zhi),試(shi)(shi)驗(yan)力保持(chi)時間10~15s不標(biao)注);640HV30/20表示在試(shi)(shi)驗(yan)力為294.2N下(xia)保持(chi)20s,測得的(de)維氏(shi)硬度(du)值(zhi)為640。


  上面介紹了鋼的(de)力學性能(neng),在選用(yong)不(bu)(bu)銹鋼材料時是(shi)非常有(you)用(yong)的(de),因(yin)為使(shi)(shi)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼加(jia)工制(zhi)作的(de)工件或設備在使(shi)(shi)用(yong)時是(shi)要承(cheng)受一(yi)定(ding)載荷的(de),如不(bu)(bu)銹鋼容器就是(shi)在一(yi)定(ding)壓力下(xia)工作的(de)。