硬度(du)(du)是(shi)(shi)指(zhi)材料抵抗局部變形,即抵抗刻劃、壓入機(ji)械作用的(de)能(neng)力。刻劃或壓入其(qi)表面的(de)能(neng)力稱為硬度(du)(du)。金屬的(de)耐磨(mo)性(xing)、強度(du)(du)等(deng)通常都和硬度(du)(du)有關(guan)。它是(shi)(shi)材料的(de)彈(dan)性(xing)、強度(du)(du)、塑性(xing)、韌性(xing)等(deng)一系列不同力學性(xing)能(neng)組(zu)成(cheng)的(de)綜合(he)性(xing)能(neng)指(zhi)標,是(shi)(shi)選擇(ze)材料的(de)重要依據。
測(ce)定硬(ying)(ying)(ying)度(du)的(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)有壓入法(fa)(fa)(fa)(fa)、彈(dan)性回跳法(fa)(fa)(fa)(fa)和劃痕法(fa)(fa)(fa)(fa)等。依(yi)據試(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)不(bu)同,可用不(bu)同的(de)量值來表示(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)。目前(qian),在(zai)生(sheng)產中應用最廣泛的(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)是布氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)、洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)和維氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)。
1. 布氏硬度(HBW)
布氏硬度的(de)試驗原理是將一定(ding)直徑的(de)硬質(zhi)合金球(qiu)施(shi)加試驗力壓入試樣表面,經規定(ding)保持時(shi)間(s)后,卸除試驗力,測定(ding)試樣表面壓痕(hen)的(de)直徑,即可求得布氏硬度值(HBW)。
布(bu)(bu)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)的表示:布(bu)(bu)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)符號(hao)用HBW表示。符號(hao) HBW前面(mian)的數值(zhi)為(wei)硬(ying)度(du)值(zhi),符號(hao)后(hou)面(mian)是按如(ru)下順序表示試驗條件(jian)的指(zhi)標:
①. 硬(ying)質(zhi)合(he)金球直(zhi)徑(mm);
②.試驗力大(da)小的數值[(k)N];
③. 與規定時間不同的試驗力保持時間(s)。
2. 洛(luo)氏硬度(HRA、HRB、HRC)
洛(luo)氏(shi)硬度(du)試驗(yan)法(fa)是目前應用(yong)最廣泛(fan)的(de)試驗(yan)方(fang)法(fa)之一。
洛(luo)氏硬(ying)度(du)(du)試驗時,其硬(ying)度(du)(du)值(zhi)可從硬(ying)度(du)(du)計的指示(shi)器上直(zhi)接讀出(chu),而無需測量壓痕(hen)深(shen)度(du)(du),硬(ying)度(du)(du)值(zhi)只表示(shi)高(gao)低,所(suo)以沒有單位。常(chang)用的洛(luo)氏硬(ying)度(du)(du)值(zhi)為HRC、HRB。
測出硬(ying)度值后,應標明硬(ying)度值符號(hao)(用球(qiu)測量應表明壓頭代號(hao),鋼球(qiu)為S,硬(ying)質(zhi)合金球(qiu)為W)。
例如,59HRC表示用C標尺測(ce)得洛氏硬(ying)度值(zhi)為59;60HRBW表示用硬(ying)質(zhi)合金球壓頭在(zai)B標尺上測(ce)得的洛氏硬(ying)度值(zhi)為60。
洛氏(shi)硬(ying)度試(shi)驗(yan)法的優點(dian)是操作簡便、迅速,壓痕較小,故可(ke)在工(gong)件表面或較薄的金(jin)屬上進行試(shi)驗(yan),并適于大量生(sheng)產中的成品檢查(cha),適于各種(zhong)軟硬(ying)材料。
洛氏(shi)硬度(du)值的試驗原(yuan)理是將壓頭(金(jin)剛(gang)石圓錐、鋼球(qiu)、或硬質(zhi)合(he)金(jin)球(qiu))分兩(liang)步壓被測入表(biao)面(mian),經規定保持(chi)時(shi)間,卸除(chu)測試力,測量被測金(jin)屬表(biao)面(mian)殘留(liu)壓痕深度(du),并以此來(lai)計算試件硬度(du)值,即
3. 維(wei)氏硬(ying)度(HV)
其(qi)試(shi)(shi)驗原理是將頂(ding)部兩相對面具有規(gui)定角(jiao)度的(de)正(zheng)四棱錐體金剛石壓(ya)頭,用試(shi)(shi)驗力壓(ya)入(ru)試(shi)(shi)樣表面,保持規(gui)定時間(jian)后,卸除試(shi)(shi)驗力,并(bing)通過測(ce)量試(shi)(shi)樣表面壓(ya)痕對角(jiao)線長(chang)度來確定試(shi)(shi)件(jian)硬(ying)度。所得硬(ying)度值用符號(hao)“HV”來表示。
HV可根據壓痕對角線平均長度d值查表求出,也可用公式HV=0.1891F/d2計算求得。
例如,640HV30表示在試驗(yan)力(li)294.2N下保(bao)持(chi)10~15s,測得的維(wei)氏硬(ying)度(du)值(zhi)為(wei)(wei)640(HV后面的數值(zhi)為(wei)(wei)試驗(yan)力(li)值(zhi),試驗(yan)力(li)保(bao)持(chi)時間10~15s不標(biao)注);640HV30/20表示在試驗(yan)力(li)為(wei)(wei)294.2N下保(bao)持(chi)20s,測得的維(wei)氏硬(ying)度(du)值(zhi)為(wei)(wei)640。
上面介紹(shao)了(le)鋼的力學性(xing)能,在(zai)(zai)選用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼材料時是(shi)非常有用(yong)(yong)的,因為使用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼加工制(zhi)作的工件或(huo)設備在(zai)(zai)使用(yong)(yong)時是(shi)要承受(shou)一定載(zai)荷的,如不銹(xiu)鋼容(rong)器就是(shi)在(zai)(zai)一定壓(ya)力下(xia)工作的。