金属的硬度,是指金属表面局部体积内抵抗因外物压入而引起的塑性变形的抗力,硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强,金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行,又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系,机械、机械工艺或金属材料的手册上面一般都有换算关系表 [布氏硬度HB]
布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面,并保持一定的时间,测量金属表面上的压痕直径d,据此计算出的压痕面积AB,求出每单位面积所受力,用作金属的硬度值,叫布氏硬度,记作HB.
HB=P/AB=P/(πDh)=2P/(πD(D-SQD(D2-d2)))
单位:P-kgf,D,h-mm
对钢来说,一般选用的钢球D为10mm,载荷P为3000kgf,压入时间为10秒。试验所得直径d应在0.25D-0.6D的范围内。布氏硬度的使用上限是HB450,适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
[洛氏硬度HR]
洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法,因为操作简便、迅速,可以直接读出硬度值,不损伤工件表面,可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点,如因压痕小,对材料有偏析及组织不均匀的情况,测量结果分离度大,再现性较差。
洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120??的金刚石圆锥体,使用于淬火钢等硬的材料。HRA以60kgf的负荷试验,硬度有效范围是>70,适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC以150kgf的负荷试验,硬度有效范围是20-67(相当于HB230-700),适用于淬火钢及调质钢。
软质压头由直径1.588mm(1/16")的钢球制成,使用于退火钢、有色金属等,以HRB表示,硬度有效范围是25-100(相当于HB60-230)。
这三种洛氏硬度在表盘上刻度的颜色有所规定,HRA和HRC为黑色刻度,HRB为红色刻度。
[维氏硬度HV]
维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136??的金刚石四方锥体。
试验时,在载荷P的作用下,在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d,借以计算压痕面积AV,以P/AV的数值表示试样的硬度,以HV表示。
HV=P/AV=1.8544P/d2
载荷P的大小可根据试样的不同选择,一般为5-100kgf
硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。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*。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1.布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(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/mm2 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时,不能采用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,在一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。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:
HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度*高的材料(如硬质合金等)。
HRB:是采用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:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,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)。
另外硬度还有以下表示和测试方式
邵氏硬度计 - Shore hardness tester
邵氏硬度计为橡胶A型硬度计,是一种手持式硬度计,可**橡胶(塑料)制品的邵氏硬度,它测量了规定压针在指定压强和时间条件下的针入度,是现场使用理想的测试仪器。它具有携带方便、造型美观、重量轻等优点。
莫氏硬度 - Mohs"scale of hardness
说明:表示矿物硬度的一种标准。1824年由德国矿物学家莫斯(Frederich Mohs)首先提出。应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕,习惯上矿物学或宝石学上都是用莫氏硬度。用测得的划痕的深度分十级来表示硬度:滑石(talc)1(硬度最小),石膏(gypsum)2,方解石(calcite)3,萤石(fluorite)4,磷灰石(apatite)5,正长石(feldspar;orthoclase;periclase)6,石英(quartz)7,黄玉(topaz)8,刚玉(corundum)9,金刚石(diamond)10。莫氏硬度也用于表示其他固体物料的硬度。
巴氏硬度 - Barcol scale of hardness
巴柯尔(Barcol)硬度(简称巴氏硬度), 最早由美国 Barber-Colman公司提出,是近代国际上广泛采用的一种硬度门类,以特定压头在标准弹簧的压力作用下压入试样,以压痕的深浅表征试样的硬度。巴柯尔硬度计(巴氏硬度计)作为专门测量玻璃钢制品、增强或非增强硬塑料、铝及铝合金、黄铜、紫铜等较软金属硬度的专用检测工具(特别 适用于玻璃钢制品),已被大多数**或国际组织认可。美国材料试验协会(ASTM)、日本工业规范(JIS)、中国等**相继制定《用巴柯尔硬度计测量玻璃钢(GRP)硬度试验方法》的**标准。
肖氏硬度 - Shore scleroscope hardness
说明:简称HS。表示材料硬度的一种标准。由英国人肖尔(Albert F.Shore)首先提出。应用弹性回跳法将撞销从一定高度落到所试材料的表面上而发生回跳。撞销是一只具有**的小锥,**上常镶有金刚钻。用测得的撞销回跳的高度来表示硬度。肖氏硬度计适用于测定黑色金属和有色金属的肖氏硬度值。用于测定橡胶、塑料、金属材料等的硬度。在橡胶、塑料行业中常称作邵氏硬度
维氏硬度计的原理:
采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度。
试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式(3-1)计算:
HV = 常数*试验力/压痕表面积 ≈0.1891 F/d2…………(3-1)
式中:
HV ———— 维氏硬度符号;
F ―――― 试验力,N;
d ———— 压痕两对角线d1、d2的算术平均值,mm 实用中是根据对角线长度d通过查表得到维氏硬度值。
**标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020~1.400mm。
硬度计专家赵通回答您的问题,希望能对您有所帮助。
维氏硬度计、布氏硬度计、洛氏硬度计是硬度计最常用的三种。
下面说下区别:
1、如:洛氏硬度计RTD700,原理是测量深度。
优点:操作方便快捷、直接数字显示;是三款硬度计里操作使用最简单的。
缺点:不能测量0.2mm以下太薄的工件
2、如:布氏硬度计WHB-3000,光学原理,测量圆形压痕直径。
特点:压痕大、精度高;
缺点:光学原理,需要用眼睛通过目镜测量压痕直径。
不过可以选择CCD硬度图像处理系统(压痕图像投影到电脑上)
3、如维氏硬度计VTD552,光学原理,测量菱形压痕对角线长度。
特点:压痕大、精度高、可以测量很薄的工件,是三款机器里测量范围最广的。
缺点:光学原理,需要用眼睛通过目镜测量压痕直径。
不过可以选择CCD硬度图像处理系统(压痕图像投影到电脑上)
以下所说的前提都是在你的工件能承受的载荷下(不会被打穿),如果你用300克载重打,你看到压痕会比你用1000克打的要小,这样一来,压痕越大越清晰,测量误差越小。但是如果你用1000克打出来的压痕太大,超过了可视范围(看不到全貌),这样一来就无法测量。所以选多少载荷,要确保几点:
1.工件不会被打穿
2.打出来的压痕要在可视范围内
3.保证在可视范围内压痕越大精度越高。
不知道你们这台维式硬度计有没有加装CCD和软件,如果加装了CCD和软件,那么测量精度会高很多很多,确保误差在10度以内。
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对角线(Diagonal)是一个几何学名词,指的是连接多边形任意两个不相邻顶点的线段,或者连接多面体任意两个不在同一面上的顶点的线段。 另外在代数学中,n阶行列式,从左上至右下的数归为主对角线,从左下至右上的数归为副对角线。“对角线”一词来源于古希腊语“角”与“角”之间的关系,后来被拉入拉丁语(“斜线”)。
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