秒懂:硬度

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机械制造中所用的刀具、量具、模具等,都应具备足够的硬度,才能保证使用性能和寿命,今天小编就和您聊一聊「硬度」相关的话题。

硬度是衡量材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。通常,材料越硬,其耐磨性越好,比如齿轮等机械零部件会要求有一定的硬度,以保证足够的耐磨性和使用寿命。

硬度的类型

硬度的种类/点击查看大图

如上图,硬度原来有这么多种类型…今天为您介绍一下金属硬度中常见的、实用的压痕硬度试验。

硬度的定义

1、布氏硬度

Brinell Hardness

布氏硬度(符号HB)试验方法,在已成公认规格的硬度中,是最早被开发总结出来的一种方法,它促成了其他硬度试验方法的出现。

布氏硬度试验的原理为:压头(钢球或硬质合金球、直径Dmm)施加试验力F,试样打压后,提升压头留下的凹部直径d(mm)中计算出球压头与试样的接触面积S(mm2),

除试验力而得出的值。压头为钢球时的符号为HBS、硬质合金球时为HBW。k是常数(1/g= 1/9.80665 = 0.102)。

2、维氏硬度

Vickers Hardness

维氏硬度(符号HV)是可以用任意试验力进行试验的应用范围最为广泛的试验方法,特别在9.807N以下的微小硬度领域的应用非常多。

维氏硬度是将试验力F(N)除以标准片与压头之间的接触面积S(mm2)所得的值,该面积根据在试验力F(N)下通过压头(四方锥金刚石,相对面角=136˚)在标准片上形成的压痕的对角线长度d(mm,两个方向长度的平均值)计算。k为常数(1/g=1/9.80665)。

3、努氏硬度

Knoop Hardness

努氏硬度(符号HK)如以下公式所示,是通过将试验力除以压痕投影面积A (mm2)所计算的值,该面积根据在试验力F通过按压长菱形金刚石压头(相对边角为172˚30’和130˚)在标准片上形成的压痕的较长对角线长度d (mm)计算。努氏硬度也可以通过将显微硬度试验机的维氏压头替换为努氏压头来测量。

4、洛氏及表面洛氏硬度

Rockwell Hardness

洛氏硬度(符号HR)或洛氏表面硬度的测量之前,需先使用金刚石压头(尖端锥角:120˚,

尖端半径:0.2mm)或球形压头(钢球或硬质合金球)向标准片施加预加载力,然后施加试验力,并恢复预加载力。

该硬度值由硬度公式得出,该公式以预加载力和试验力之间的压痕深度h(μm)之差表示。洛氏硬度测试使用98.07N的预加载力,

洛氏表面硬度测试则使用29.42N的预加载力。结合压头类型、试验力和硬度公式一起提供的特定符号被称为标尺。日本工业标准(JIS)定义了各种相关硬度标尺。

硬度试验机操作比较简单迅速, 可直接在原材料或零件表面上测试,因此被广泛应用。

硬度试验机阵容

显微维氏硬度试验机 HM系列

 

 

 

 

 

 

维氏硬度试验机 HV系列

洛氏硬度试验机 HR系列

便携式里氏硬度计 HH系列

最后,附上硬度试验方法的选择指南,供您参考:

硬度选择指南

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