常用硬度指标介绍

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金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不 同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温 硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。肖氏硬度(HS)A、布氏硬度(HB)用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定 保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验 力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS (钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。 其计算公式为:式中:F-压入金属试样表面的试验力,N;D-试验用钢球直径, mm;d-压痕平均直径, mm。测定布氏硬度较准确可靠,但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金 属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途最广, 往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又方便。举例:120HBS10/1000130:表示用直径 10mm 钢球在 lOOOKgf (9.807KN) 试验力作用下,保持30s (秒)测得的布氏硬度值为120N/ mm2 (MPa)。B、洛氏硬度(HK) 洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压 痕的深度。即,在初邕试验力(Fo)及总试验力(F)的先后作用下,将压头(金 钢厂圆锥体或钢球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量 的残余压痕深度增量(e)计算硬度值。其值是个无名数,以符号HR表示,所 用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试 验的标尺一般为A、B、C,即HRA、HRB、HRC。硬度值用下式计算:当用A和C标尺试验时,HR=100-e当用B标尺试验时,HR=130-e式中e-残余压痕深度增量,其什系以规定单位0.002mm表示,即当压头轴向 位移一个单位(0.002mm)时,即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大,金属 的硬度愈低,反之则硬度愈高。上述三个标尺适用范围如下:HRA (金刚石圆锥压头)20-88HRC (金刚石圆锥压头)20-70HRB (直径1.588mm钢球压头)20-100洛氏硬度试验是目前应用很广的方法,其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏 硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料,它弥补了布氏法的 不是,较布氏法简便,可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小, 故硬度值不如布氏法准确。C、维氏硬度(HV) 维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,是将一个相对面夹角为 1360 的正四棱锥 体金刚石压头以选定的试验力(F)压入试验表面,经规定保持时间后卸除试验 力,测量压痕两对角线长度。维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商,其计算公式为:式中:HV-维氏硬度符号,N/mm2(MPa);F-试验力, N;d-压痕两对角线的算术平均值, mm。维氏硬度采用的试验力 F 为 5(49.03)、10(98.07)、20 (196.1 )、30 (294.2)、 50 (490.3)、100 (980.7) Kgf(N)等六级,可测硬度值范围为51000HV。表示方法举例:640HV30/20表示用30Hgf (294.2N)试验力保持20S (秒)测 定的维氏硬度值为 640N/mm2(MPa)。维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主 要优点,而克服了它们的基本缺点,但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很 少用。
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