硬度的分类
硬度--是衡量材料软硬程度的一个性能指标。它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力,也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念,而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验,即洛氏硬度(HRA/HRB/HRC)、布氏硬度(HB)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。
常见的硬度表示方法为:洛氏硬度(HRA/HRB/HRC)、布氏硬度(HB)、维氏硬度(HV)。
洛氏硬度-HR
检测方法:洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。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,测量硬度很高或硬而薄的HB 大于700的金属材料,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,一般用来测量较软的退火件及铜、铝及HB=60~230的金属,如铸铁;
- 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,一般用于测量HB=230~700的调质钢或淬火回火后的工件,如淬火钢等。
优点:使用方法简便,可以直接从刻度盘上直接读出数值。由于压印较小,适合测定成品和薄板材料。
缺点:由于压印小,所以不准确,一般多测几点,然后取平均值。 以上三种洛氏硬度中一HRC 应用最多,一般经淬火处理的钢材均用它。 布氏硬度-HB 检测方法:布氏硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为: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)。按照GB231-84,用淬火钢球所测出
的硬度用HBS 表示;用硬质合金球为压头所测出的硬度值为HBW 。HBW 适用于测量硬度在450~650HBW之间的淬火材料。
优点:由于被测金属压坑面积较大,所以结果比较准确。同时实践证明HB 与不淬火钢抗拉强度σb 有一定的近似关系,对于低碳钢σb=3.53HB,中碳钢σb=3.5HB,高碳钢σb=3.33HB,灰铸铁σb=0.98HB,(σb 单位为Mpa )因此根据材料的布氏硬度值,可以近似地确定金属材料的抗拉强度。
缺点:由于压印较大,不适合测定成品和薄板材料。
维氏硬度-HV
检测方法: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,即为维氏硬度值(HV)。
它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度,试验负荷1.961~49.03N ,它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定;显微维氏硬度,试验负荷小于1.961N ,适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。此外, 因压头是金刚石角锥,载荷可调范围大,故对软硬材料均适用,测定范围0~1000HV。
表面硬度测试为什么要打磨?
淬火和回火后金属表面有氧化皮,如果不打磨因为氧化皮的存在影响测试精度,所以要打磨光滑。
硬度的分类
硬度--是衡量材料软硬程度的一个性能指标。它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力,也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念,而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验,即洛氏硬度(HRA/HRB/HRC)、布氏硬度(HB)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。
常见的硬度表示方法为:洛氏硬度(HRA/HRB/HRC)、布氏硬度(HB)、维氏硬度(HV)。
洛氏硬度-HR
检测方法:洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。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,测量硬度很高或硬而薄的HB 大于700的金属材料,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,一般用来测量较软的退火件及铜、铝及HB=60~230的金属,如铸铁;
- 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,一般用于测量HB=230~700的调质钢或淬火回火后的工件,如淬火钢等。
优点:使用方法简便,可以直接从刻度盘上直接读出数值。由于压印较小,适合测定成品和薄板材料。
缺点:由于压印小,所以不准确,一般多测几点,然后取平均值。 以上三种洛氏硬度中一HRC 应用最多,一般经淬火处理的钢材均用它。 布氏硬度-HB 检测方法:布氏硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为: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)。按照GB231-84,用淬火钢球所测出
的硬度用HBS 表示;用硬质合金球为压头所测出的硬度值为HBW 。HBW 适用于测量硬度在450~650HBW之间的淬火材料。
优点:由于被测金属压坑面积较大,所以结果比较准确。同时实践证明HB 与不淬火钢抗拉强度σb 有一定的近似关系,对于低碳钢σb=3.53HB,中碳钢σb=3.5HB,高碳钢σb=3.33HB,灰铸铁σb=0.98HB,(σb 单位为Mpa )因此根据材料的布氏硬度值,可以近似地确定金属材料的抗拉强度。
缺点:由于压印较大,不适合测定成品和薄板材料。
维氏硬度-HV
检测方法: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,即为维氏硬度值(HV)。
它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度,试验负荷1.961~49.03N ,它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定;显微维氏硬度,试验负荷小于1.961N ,适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。此外, 因压头是金刚石角锥,载荷可调范围大,故对软硬材料均适用,测定范围0~1000HV。
表面硬度测试为什么要打磨?
淬火和回火后金属表面有氧化皮,如果不打磨因为氧化皮的存在影响测试精度,所以要打磨光滑。