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硬度計(jì)試驗(yàn)原理及表示方法

點(diǎn)擊次數(shù):   更新時(shí)間:20/03/02 10:31:03     來源:www.lzlaishi.com關(guān)閉分    享:
  金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對(duì)于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
  A、布氏硬度(HB)
  用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,以規(guī)定的試驗(yàn)力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm2(MPa)。
  其計(jì)算公式為:
  式中:F--壓入金屬試樣表面的試驗(yàn)力,N;
  D--試驗(yàn)用鋼球直徑,mm;
  d--壓痕平均直徑,mm。
  測(cè)定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠,但一般HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對(duì)于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,布氏硬度用途廣,往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度,既直觀,又方便。
  舉例:120HBS10/1000130:表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf(9.807KN)試驗(yàn)力作用下,保持30s(秒)測(cè)得的布氏硬度值為120N/ mm2(MPa)。
  B、洛氏硬度(HK)
  洛氏硬度試驗(yàn)同布氏硬度試驗(yàn)一樣,都是壓痕試驗(yàn)方法。不同的是,它是測(cè)量壓痕的深度。即,在初邕試驗(yàn)力(Fo)及總試驗(yàn)力(F)的先后作用下,將壓頭(金鋼廠圓錐體或鋼球)壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后,卸除主試驗(yàn)力,用測(cè)量的殘余壓痕深度增量(e)計(jì)算硬度值。其值是個(gè)無名數(shù),以符號(hào)HR表示,所用標(biāo)尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9個(gè)標(biāo)尺。其中常用于鋼材硬度試驗(yàn)的標(biāo)尺一般為A、B、C,即HRA、HRB、HRC。
  硬度值用下式計(jì)算:
  當(dāng)用A和C標(biāo)尺試驗(yàn)時(shí),HR=100-e
  當(dāng)用B標(biāo)尺試驗(yàn)時(shí),HR=130-e
  式中e--殘余壓痕深度增量,其什系以規(guī)定單位0.002mm表示,即當(dāng)壓頭軸向位移一個(gè)單位(0.002mm)時(shí),即相當(dāng)于洛氏硬度變化一個(gè)數(shù)。e值愈大,金屬的硬度愈低,反之則硬度愈高。
  上述三個(gè)標(biāo)尺適用范圍如下:
  HRA(金剛石圓錐壓頭)20-88
  HRC(金剛石圓錐壓頭)20-70
  HRB(直徑1.588mm鋼球壓頭)20-100
  洛氏硬度試驗(yàn)是目前應(yīng)用很廣的方法,其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中使用僅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可適用于測(cè)定由軟到硬的金屬材料,它彌補(bǔ)了布氏法的不是,較布氏法簡(jiǎn)便,可直接從硬度機(jī)的表盤讀出硬度值。但是,由于其壓痕小,故硬度值不如布氏法準(zhǔn)確。
  C、維氏硬度(HV)
  維氏硬度試驗(yàn)也是一種壓痕試驗(yàn)方法,是將一個(gè)相對(duì)面夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗(yàn)力(F)壓入試驗(yàn)表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)量壓痕兩對(duì)角線長(zhǎng)度。
  維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得之商,其計(jì)算公式為:
  式中:HV--維氏硬度符號(hào),N/mm2(MPa);
  F--試驗(yàn)力,N;
  d--壓痕兩對(duì)角線的算術(shù)平均值,mm。
  維氏硬度采用的試驗(yàn)力F為5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)Kgf(N)等六級(jí),可測(cè)硬度值范圍為5~1000HV。
  表示方法舉例:640HV30/20表示用30Hgf(294.2N)試驗(yàn)力保持20S(秒)測(cè)定的維氏硬度值為640N/mm2(MPa)。
  維氏硬度法可用于測(cè)定很薄的金屬材料和表面層硬度。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點(diǎn),而克服了它們的基本缺點(diǎn),但不如洛氏法簡(jiǎn)便。維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用。
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