测试材料的硬度 材料硬度测试方法.doc

测试材料的硬度材料硬度测试方法国外科技铁道机车车辆工人第1期2008年1月文章编号:1007-6042(2008)01-0031-02测试材料的硬度布氏硬度布氏硬度测试基本上简单,通常是在工件的平面上,用直径10mm的球形淬硬钢压头,施加上500~3000kg的恒定压力(见图1)。测试有色金属,如铜和铝合金时一般用500kg的载荷,而3000kg的压力常用来测试较硬的金属,如钢和铸铁。施加压力有一个固定的时间(对铁或钢一般用10~15s,对较软的金属需要用30s),用千分尺测量压痕的直径。这期间要确保金属工件的塑性流动已经停止。洛氏硬度洛氏硬度测试不同于布氏硬度测试,即硬度是由恒定压力作用在压头上的压痕深度决定的。虽然洛氏硬度测试可以用很多不同的压头,,这就是所谓的圆锥形金刚石压头(见图2)。图2上图为圆锥形金刚石压头。下图为美国新旧标准金刚石压头值比较,从压痕的角度来看,新的压头角度保持在120,有一个较大的接近平均值的半径;ASTM指定值为200m,旧压头半径为192m。半径大的压头压入工件的阻力也大。维氏硬度图1布氏压头截面图图2洛氏压头国外科技铁道机车车辆工人第1期2008年1月1925年,英国的史密斯和沙地研制了一种新的金属压痕测试方法,主要用于布氏硬度测试中认为太硬的金属,其淬硬钢球仅限于钢的硬度低于450HBS(48HRC)。在设计新的压头时,他们选择了正方形底座的金刚石棱锥来表示(见图3),结果产生硬度的数值与布氏硬度数值几乎相同。所以这个选择非常明智,因为它容易被维氏试验采纳。金刚石棱锥压头可通过维氏硬度测试评估任何材料,而且,它最重要的优点是把所有材料的硬度都放在一个连续的尺度上。缺乏连续性尺度是洛氏试验一个最大的缺点,目前已研制出15项标准和15种基准尺度,这些尺度里没有一个可以涵盖全部硬度图3正方形底座的金刚石锥体压头用在维氏硬度测试仪上,并在工件上产生压痕。范围,而HRA尺度虽然涵盖最广的硬度范围,但并不常用。:2007-12-03(上接第30页)研究表明,35CrMo的强度和韧性也均优于40CrV,其强度测试材料的硬度比42CrMo的稍低,韧、塑性则优于42CrMo,如经过优化热处理,则强度与韧性可进一步提高,从而满足使用要求。因此,我国机车柴油机连杆材料多选用35CrMo优质合金结构钢。收稿日期:2007-12-06实验一金属材料的硬度实验常用金属材料硬度实验一、金属材料的硬度实验一、。。二、实验原理硬度是金属材料局部抵抗硬物压入其表面的能力或金属材料表面抵抗局部塑性变形的能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形的能力越大,材料产生塑性变形就越困难。另外硬度与其他机械性能(如强度指标σb及塑性指标ψ和δ)之间有着一定的内在联系【低碳钢σb≈,高碳钢σb≈,合金调质钢σb≈,灰铸铁σb≈】。所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。测量硬度的方法主要有压入法、回跳法和刻划法三大类:①压入硬度:主要用于金属材料,方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料,②回跳硬度:主要用于金属材料,方法是使用一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样,并以试样在冲击过程中的储存(继而释放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度测定)确定材料的硬度。③划痕硬度:主要用于比较不同矿物的软硬程度,方法是使用一端硬一端软的棒,将被测材料沿棒表面划过,根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说,硬物体划出的划痕长,软物体划出的划痕短。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法硬度试验的主要特点是:实验时应力状态最软(即最大切应力远远大于最大正应力),因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系:σb=K×HBσb:材料的抗拉强度值;HB:布氏硬度值;K:系数退火状态的碳钢K=~=~=~、疲劳强度等性能也有一定的参考价值,通常硬度值高,这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求,往往只标注硬度值,其原因就在于此。硬度测量后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕,并不损坏零件,因而适合于成品检验。莫氏硬度笔(对应材料镶嵌在笔头):表示矿物硬度的一种标准。1824年由德国矿物学家莫斯(FrederichMohs)首先提出。应用划