硬度是指材料抵抗局部變形,即抵抗刻劃、壓入機(jī)械作用的能力。刻劃或壓入其表面的能力稱為硬度。金屬的耐磨性、強(qiáng)度等通常都和硬度有關(guān)。它是材料的彈性、強(qiáng)度、塑性、韌性等一系列不同力學(xué)性能組成的綜合性能指標(biāo),是選擇材料的重要依據(jù)。


 測(cè)定硬度的方法有壓入法、彈性回跳法和劃痕法等。依據(jù)試驗(yàn)方法的不同,可用不同的量值來(lái)表示硬度。目前,在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的硬度是布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。



1. 布氏硬度(HBW)


  布氏硬度的試驗(yàn)原理是將一定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗(yàn)力壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間(s)后,卸除試驗(yàn)力,測(cè)定試樣表面壓痕的直徑,即可求得布氏硬度值(HBW)。


  布氏硬度值的表示:布氏硬度符號(hào)用HBW表示。符號(hào) HBW前面的數(shù)值為硬度值,符號(hào)后面是按如下順序表示試驗(yàn)條件的指標(biāo):


   ①. 硬質(zhì)合金球直徑(mm);


   ②.試驗(yàn)力大小的數(shù)值[(k)N];


   ③. 與規(guī)定時(shí)間不同的試驗(yàn)力保持時(shí)間(s)。



 2. 洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)


  洛氏硬度試驗(yàn)法是目前應(yīng)用最廣泛的試驗(yàn)方法之一。


  洛氏硬度試驗(yàn)時(shí),其硬度值可從硬度計(jì)的指示器上直接讀出,而無(wú)需測(cè)量壓痕深度,硬度值只表示高低,所以沒(méi)有單位。常用的洛氏硬度值為HRC、HRB。


  測(cè)出硬度值后,應(yīng)標(biāo)明硬度值符號(hào)(用球測(cè)量應(yīng)表明壓頭代號(hào),鋼球?yàn)镾,硬質(zhì)合金球?yàn)閃)。


  例如,59HRC表示用C標(biāo)尺測(cè)得洛氏硬度值為59;60HRBW表示用硬質(zhì)合金球壓頭在B標(biāo)尺上測(cè)得的洛氏硬度值為60。


  洛氏硬度試驗(yàn)法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、迅速,壓痕較小,故可在工件表面或較薄的金屬上進(jìn)行試驗(yàn),并適于大量生產(chǎn)中的成品檢查,適于各種軟硬材料。


  洛氏硬度值的試驗(yàn)原理是將壓頭(金剛石圓錐、鋼球、或硬質(zhì)合金球)分兩步壓被測(cè)入表面,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間,卸除測(cè)試力,測(cè)量被測(cè)金屬表面殘留壓痕深度,并以此來(lái)計(jì)算試件硬度值,即


式 11.jpg



3. 維氏硬度(HV)


  其試驗(yàn)原理是將頂部?jī)上鄬?duì)面具有規(guī)定角度的正四棱錐體金剛石壓頭,用試驗(yàn)力壓入試樣表面,保持規(guī)定時(shí)間后,卸除試驗(yàn)力,并通過(guò)測(cè)量試樣表面壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度來(lái)確定試件硬度。所得硬度值用符號(hào)“HV”來(lái)表示。


  HV可根據(jù)壓痕對(duì)角線平均長(zhǎng)度d值查表求出,也可用公式HV=0.1891F/d2計(jì)算求得。


  例如,640HV30表示在試驗(yàn)力294.2N下保持10~15s,測(cè)得的維氏硬度值為640(HV后面的數(shù)值為試驗(yàn)力值,試驗(yàn)力保持時(shí)間10~15s不標(biāo)注);640HV30/20表示在試驗(yàn)力為294.2N下保持20s,測(cè)得的維氏硬度值為640。


  上面介紹了鋼的力學(xué)性能,在選用不銹鋼材料時(shí)是非常有用的,因?yàn)槭褂貌讳P鋼加工制作的工件或設(shè)備在使用時(shí)是要承受一定載荷的,如不銹鋼容器就是在一定壓力下工作的。