硬度(du)是(shi)(shi)指(zhi)材料抵抗(kang)局(ju)部變形(xing),即抵抗(kang)刻劃、壓入機械作用(yong)的(de)能(neng)力。刻劃或(huo)壓入其(qi)表面的(de)能(neng)力稱為硬度(du)。金(jin)屬的(de)耐(nai)磨性(xing)、強度(du)等(deng)(deng)通常都(dou)和硬度(du)有關。它(ta)是(shi)(shi)材料的(de)彈性(xing)、強度(du)、塑性(xing)、韌性(xing)等(deng)(deng)一系列不同(tong)力學性(xing)能(neng)組成的(de)綜(zong)合性(xing)能(neng)指(zhi)標,是(shi)(shi)選(xuan)擇材料的(de)重要依據。
測定硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)的(de)(de)方(fang)法(fa)有壓入法(fa)、彈(dan)性回跳法(fa)和劃痕法(fa)等。依據試驗方(fang)法(fa)的(de)(de)不同,可用不同的(de)(de)量值來表示(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)。目前,在生(sheng)產中應(ying)用最廣泛的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)是布氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)、洛(luo)氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)和維氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)。
1. 布氏(shi)硬度(HBW)
布(bu)氏硬(ying)度(du)的試(shi)驗(yan)原理(li)是將一定(ding)直(zhi)徑(jing)的硬(ying)質合金(jin)球施加試(shi)驗(yan)力壓入試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)(mian),經規定(ding)保持時間(s)后,卸除試(shi)驗(yan)力,測定(ding)試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)(mian)壓痕的直(zhi)徑(jing),即可求得布(bu)氏硬(ying)度(du)值(HBW)。
布(bu)氏硬(ying)(ying)度值(zhi)(zhi)的(de)(de)表(biao)示:布(bu)氏硬(ying)(ying)度符(fu)號(hao)(hao)用HBW表(biao)示。符(fu)號(hao)(hao) HBW前面的(de)(de)數(shu)值(zhi)(zhi)為(wei)硬(ying)(ying)度值(zhi)(zhi),符(fu)號(hao)(hao)后(hou)面是(shi)按如下(xia)順序表(biao)示試驗條件的(de)(de)指標:
①. 硬質合金球直徑(jing)(mm);
②.試驗力大小的(de)數值[(k)N];
③. 與規定時間不同的試驗力保持時間(s)。
2. 洛氏硬度(du)(HRA、HRB、HRC)
洛(luo)氏硬度試驗(yan)(yan)法是目前應用最(zui)廣(guang)泛的(de)試驗(yan)(yan)方法之一。
洛氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)驗時,其硬(ying)(ying)度(du)(du)值可從硬(ying)(ying)度(du)(du)計的指(zhi)示器上直接讀出,而(er)無需測量壓痕深度(du)(du),硬(ying)(ying)度(du)(du)值只表(biao)示高低(di),所以沒(mei)有(you)單位。常用的洛氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)值為HRC、HRB。
測出硬度值(zhi)后,應標明(ming)硬度值(zhi)符號(hao)(用球(qiu)測量應表明(ming)壓頭代號(hao),鋼球(qiu)為S,硬質合(he)金球(qiu)為W)。
例如(ru),59HRC表(biao)示用(yong)C標(biao)尺測得洛(luo)氏(shi)硬(ying)度值為(wei)59;60HRBW表(biao)示用(yong)硬(ying)質(zhi)合金球壓頭(tou)在(zai)B標(biao)尺上測得的洛(luo)氏(shi)硬(ying)度值為(wei)60。
洛氏硬度(du)試驗法(fa)的優(you)點是(shi)操作簡(jian)便(bian)、迅速,壓(ya)痕較小,故可在(zai)工件(jian)表(biao)面或較薄的金屬上進行試驗,并適于(yu)大量生產中(zhong)的成品檢查,適于(yu)各種軟硬材料(liao)。
洛(luo)氏硬(ying)度值的試(shi)驗原理是將壓(ya)(ya)頭(金(jin)剛(gang)石圓錐、鋼球(qiu)、或硬(ying)質合金(jin)球(qiu))分兩(liang)步壓(ya)(ya)被測入表面,經規定保持時(shi)間,卸除測試(shi)力,測量被測金(jin)屬表面殘留壓(ya)(ya)痕深度,并以此來計算試(shi)件硬(ying)度值,即
3. 維氏硬度(HV)
其試(shi)(shi)(shi)(shi)驗原(yuan)理是將頂部兩相對面(mian)具(ju)有規(gui)定(ding)角度(du)的正四(si)棱錐體金剛石壓(ya)頭,用試(shi)(shi)(shi)(shi)驗力壓(ya)入(ru)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面(mian),保(bao)持規(gui)定(ding)時間后,卸除試(shi)(shi)(shi)(shi)驗力,并通過(guo)測量試(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)壓(ya)痕(hen)對角線長度(du)來確定(ding)試(shi)(shi)(shi)(shi)件硬度(du)。所(suo)得硬度(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(ru),640HV30表示在試驗力(li)294.2N下保持10~15s,測得的(de)維氏(shi)硬度(du)值為(wei)640(HV后面的(de)數值為(wei)試驗力(li)值,試驗力(li)保持時間10~15s不標注);640HV30/20表示在試驗力(li)為(wei)294.2N下保持20s,測得的(de)維氏(shi)硬度(du)值為(wei)640。
上(shang)面介紹了(le)鋼(gang)(gang)的力學(xue)性(xing)能,在(zai)(zai)選用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料時(shi)(shi)是非常有用(yong)的,因(yin)為使用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)加工制(zhi)作(zuo)的工件或設備在(zai)(zai)使用(yong)時(shi)(shi)是要承受一(yi)(yi)定載(zai)荷的,如(ru)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)容器就是在(zai)(zai)一(yi)(yi)定壓力下工作(zuo)的。