布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的测量及应用范围.doc

硬度测量的优点:①简便、快捷;②不破坏试样(非破坏性试验);③硬度能综合反映材料的强度等其他力学性能;④硬度与耐磨性具有直接关系,硬度越高,耐磨性越好。所以硬度测量应用极为广泛,常把硬度标注于图纸上,作为零件检验、验收的主要依据。测量方法:可采用压入法、加弹法、划痕法等测量方法。生产中常用压入法(有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法等)。(1)布氏硬度:HB(Brinell-hardness)(HBS、HBW)布氏硬度测量原理:采用直径为D的球形压头,以相应的试验力F压入材料的表面,经规定保持时间后卸除试验力,用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。HBS(HBW)=F/S=2F/πD[D-(D2-d2)1/2]HBS——表示用淬火钢球压头测量的布氏硬度值。适用范围:小于450;HBW——表示用硬质合金压头测量的布氏硬度值。适用范围:450~650布氏硬度表示方法:符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf()载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120布氏硬度特点:优点:测量数值稳定,准确,能较真实地反映材料的平均硬度;缺点:压痕较大,操作慢,不适用批量生产的成品件和薄形件。布氏硬度测量范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁;非铁金属(有色金属)、硬度较低的钢(如退火、正火、调质处理的钢)(2)洛氏硬度:HR(Rockwellhardness)洛氏硬度测量原理:用金刚石圆锥或淬火钢球压头,在试验压力F的作用下,将压头压入材料表面,保持规定时间后,去除主试验力,保持初始试验力,用残余压痕深度增量计算硬度值,实际测量时,可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。HR=K-h/—常数,金刚石压头取值100,球形压头取值130洛氏硬度测量条件:洛氏硬度可以测量从软到硬较大范围的硬度值,根据被测对象硬度值大小不同,可用不同的压头和试验力,如下表。常用洛氏硬度的试验条件和应用范围硬度符号压头类型总试验力F/N(kgf)(60)20~88硬质合金、碳化物、(100)20~100退火、正火钢,铝合金、铜合金、铸铁HRC120o金刚石圆锥1471(150)20~70淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢洛氏硬度特点:优点:测量迅速、简便、压痕小、硬度测量范围大缺点:数据准确性、稳定性、重复性不如布氏硬度洛氏硬度测量范围:可用于成品和薄件,但不宜测量组织粗大不均匀的材料(如上表所示)(3)维氏硬度:HV(ratorhardness)维氏硬度测量原理:与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136o金刚石正四棱锥压头,以规定的试验力F压入材料的表面,保持规定时间后卸除试验力,用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值。维氏硬度特点:测量范围大,可测量硬度为10~1000HV范围的材料;量压痕小。维氏硬度应用:可测量较薄的材料和渗碳、渗氮等表面硬化层。◆上述各种硬度测量法,相互间没有理论换算关系,故试验结果不能直接进行比较,应查阅