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什么是硬度?硬度基本知识介绍

浏览次数             发布日期:2008-08-23 08:38:36            作者:jy17

  硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬的判据,是一个综合的物理量。
  材料的硬度越高,耐磨性越好,故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。
  硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金属材料表面层,然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。根据压头和压力不同,常用的硬度指标有布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。

一、布氏硬度
1、试验原理  用直径为D的淬火钢球或硬质合金球,以相应的试验力F压入试样表面,保持规定的时间后卸除试验力,在试样表面留下球形压痕,如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时,布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头,布氏硬度用符号“HBW”表示。

 



HBS(HBW):用钢球(硬质合金球)试验的布氏硬度值;
F:试验力(N);d:压痕平均直径(mm);D:钢球(硬质合金球)直径(mm).布氏硬度的单位为N/mm2,但习惯上只写明硬度值而不标出单位。

2、选择试验规范
  在进行布氏硬度试验时,钢球直径D、施加的试验力F和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度,按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。

布氏硬度试验规范:

材料

布氏硬度

 

0.102F/D 2 

 

备注

钢及铸铁

< 140

> 140

 

10

30

F单位: N

D单位:  mm 

铜及其合金

< 35

35-130

> 130

5

10

30

轻金属及其合金

< 35

35-80

> 80

25

10

10

铅、锡

 

 

1.25

  由布氏硬度值的计算公式可以看出,当所加试验力F与钢球(或硬质合金球)直径D已选定时,硬度埴HBS(HBW)只与压痕直径d 有关。d 越大,则HBS(HBW)值越小,表明材料越软;反之,d 越小,HBS(HBW)值越大,表明材料越硬。
  除了采用钢球(或硬质合金球)直径D为10mm,试验力F为3000kgf(29421N),保持时间10-15s的试验条件外,在其它试验条件下测得的硬度值,应在符号HBS的后面用相应的数字注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。
  如120HBS10/1000/30,即表示用10mm的钢球作压头,在1000kgf(9807N)的试验力作用下,保持时间为30s后所测得的硬度值为120。如500HBW5/750,即表示用5mm的硬质钢球作压头,在750kgf(735N)的试验力作用下,保持时间为01-15s后所测得的硬度值为500。
  淬火钢球用于测定硬度HBS<450的金属材料,如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。为了避免压头变形,可用硬质合金球压头,它适用于测试HBW<650的金属材料。(我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。

3、试验的优缺点
  布氏硬度试验的优点是:试验时使用的压头直径较大,在试样表面上留下压痕也较大,测得的硬度值也较准确。
  布氏硬度试验的缺点是:对金属表面的损伤较大,不易测试太薄工件的硬度,也不适于测定成品件的硬度。
布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料(如铸铁)硬度。

 

  在下一篇文章里将为大家介绍洛氏硬度的有关知识,敬请关注!

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