機(jī)械制造中所用的刀具、量具、模具等,都應(yīng)具備足夠的硬度,才能保證使用性能和壽命,今天小編就和您聊一聊「硬度」相關(guān)的話題。
硬度是衡量材料抵抗局部變形,特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。通常,材料越硬,其耐磨性越好,比如齒輪等機(jī)械零部件會(huì)要求有一定的硬度,以保證足夠的耐磨性和使用壽命。
硬度的類型
如上圖,硬度原來有這么多種類型...今天為您介紹一下金屬硬度中常見的、實(shí)用的壓痕硬度試驗(yàn)。
硬度的定義
布氏硬度試驗(yàn)的原理為:壓頭(鋼球或硬質(zhì)合金球、直徑Dmm)施加試驗(yàn)力F,試樣打壓后,提升壓頭留下的凹部直徑d(mm)中計(jì)算出球壓頭與試樣的接觸面積S(mm2),除試驗(yàn)力而得出的值。壓頭為鋼球時(shí)的符號(hào)為HBS、硬質(zhì)合金球時(shí)為HBW。k是常數(shù)(1/g= 1/9.80665 = 0.102)。
2維氏硬度
Vickers Hardness
維氏硬度(符號(hào)HV)是可以用任意試驗(yàn)力進(jìn)行試驗(yàn)的應(yīng)用范圍最為廣泛的試驗(yàn)方法,特別在9.807N以下的微小硬度領(lǐng)域的應(yīng)用非常多。
維氏硬度是將試驗(yàn)力F(N)除以標(biāo)準(zhǔn)片與壓頭之間的接觸面積S(mm2)所得的值,該面積根據(jù)在試驗(yàn)力F(N)下通過壓頭(四方錐金剛石,相對(duì)面角=136?)在標(biāo)準(zhǔn)片上形成的壓痕的對(duì)角線長度d(mm,兩個(gè)方向長度的平均值)計(jì)算。k為常數(shù)(1/g=1/9.80665)。
3努氏硬度
努氏硬度(符號(hào)HK)如以下公式所示,是通過將試驗(yàn)力除以壓痕投影面積A (mm2)所計(jì)算的值,該面積根據(jù)在試驗(yàn)力F通過按壓長菱形金剛石壓頭(相對(duì)邊角為172?30'和130?)在標(biāo)準(zhǔn)片上形成的壓痕的較長對(duì)角線長度d (mm)計(jì)算。努氏硬度也可以通過將顯微硬度試驗(yàn)機(jī)的維氏壓頭替換為努氏壓頭來測量。
洛氏硬度(符號(hào)HR)或洛氏表面硬度的測量之前,需先使用金剛石壓頭(尖端錐角:120?,尖端半徑:0.2mm)或球形壓頭(鋼球或硬質(zhì)合金球)向標(biāo)準(zhǔn)片施加預(yù)加載力,然后施加試驗(yàn)力,并恢復(fù)預(yù)加載力。
該硬度值由硬度公式得出,該公式以預(yù)加載力和試驗(yàn)力之間的壓痕深度h(μm)之差表示。洛氏硬度測試使用98.07N的預(yù)加載力,洛氏表面硬度測試則使用29.42N的預(yù)加載力。結(jié)合壓頭類型、試驗(yàn)力和硬度公式一起提供的特定符號(hào)被稱為標(biāo)尺。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)定義了各種相關(guān)硬度標(biāo)尺。
硬度試驗(yàn)機(jī)操作比較簡單迅速, 可直接在原材料或零件表面上測試,因此被廣泛應(yīng)用。
硬度試驗(yàn)機(jī)陣容
顯微維氏硬度試驗(yàn)機(jī) HM系列
維氏硬度試驗(yàn)機(jī) HV系列
洛氏硬度試驗(yàn)機(jī) HR系列
便攜式里氏硬度計(jì) HH系列
最后,附上硬度試驗(yàn)方法的選擇指南,供您參考:
硬度選擇指南
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