硬度:是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力。按照测量方法的不同,可分为布氏硬度/洛氏硬度/维氏硬度/肖氏硬度等。
一、 布氏硬度HB
布氏硬度是用一定的负荷(一般为3000kg),把一定硬度的淬硬钢球(常用10、5、2.5毫米)压入材料表面,然后用所加的负荷除以材料上球印的表面积,所得结果就是布氏硬度值,单位是公斤/平方毫米,但习惯上不予标注。按照GB231-84<金属布氏硬度试验方法>,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.HBS适用于测量退火/正火/调质钢及铸铁/有色金属及硬度小于450HBS的较软材料;HBW适用于测量硬度在450~650HBW之间的淬火材料.
1、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。
2、缺点:不适合测量HB大于450的材料,因为材料的硬度太高容易引起钢球变形,使得测量结果不准确。同时由于压印较大,不适合测定成品和薄板材料。
二、洛氏硬度HR
洛氏硬度是用120度圆锥形金刚石压入器或直径为1.59毫米的淬硬钢球作为压头,在一定的负荷的作用下压入材料的表面上,用压入的深度来计算材料硬度的大小。洛氏硬度没有单位。根据所采用的负荷不同,洛氏硬度又分为三种
1、HRA测量硬度很高或硬而薄的HB大于700的金属,如硬质合金表面处理工件等,负荷为60公斤及120o金钢锥);
2、HRB测量较软的退火件及铜、铝及HB=60~230的金属,负荷为100公斤及ф1.588mm钢球;
3、HRC一般用于测量HB=230~700的调质钢或淬火回火后的工件,负荷为150公斤及120o金钢锥;
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。
洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间的关系约为高硬度时 HRC1/10HB;
三、 维氏硬度HV和显微硬度
测定维氏硬度的原理基本与布氏硬度相同,区别在于压头采用锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体,单位是公斤/平方毫米,一般不予标出。
维氏法所用载荷较小。压痕浅,适用于测量零件薄的表面硬化层、金属镀层及薄片金属的硬度,这是布氏和洛氏所不及的。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。
较新的国家标准为GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验第一部分:试验方法》
用布氏、洛氏、维氏的硬度试验法,载荷大、压痕面积大,只能得到金属材料组织混合物的平均硬度值,当需要测定某个相或某个晶粒硬度时,就要用到显微硬度。
显微硬度试验法的原理与维氏相同,也是以载荷与压痕表面积之比来确定。不同的是所采用的载荷极小,一般在1~120gf(1gf=0.0098N),显微硬度值也可用HV来表示。
四、肖氏硬度HS
肖氏硬度试验是动态力试验中最简单的试验方法。试验时,使一定重量的标准冲头(底端镶有金刚石圆柱体)或钢球从一定高度自由落于试样表面,然后由于试样的弹性变形,又使其回跳到一定高度,可用落下的高度与回跳的高度的比值来计算肖氏硬度值HS。它取决于材料的弹性性质。因此又被称为弹性回跳硬度。
布氏硬度检测、洛氏硬度检测和维氏硬度检测的区别及应用介绍
硬度是衡量金属软硬的指标,直接影响金属材料的耐磨性,具有足够高的硬度才能保证产品的使用性能和寿命。布氏硬度检测、洛氏硬度检测和维氏硬度检测是常用的金属材料硬度测试方法,它们具有各自独特的特点和优势,具体有以下几个相同和不同的地方:
相同之处:
1. 三种方法都是用压头施加一定的荷载在金属表面上进行硬度测试;
2. 三种方法都可以测量材料表面硬度,并从硬度值来评价材料的强度、韧性等材料性能;
3. 三种方法都可以用于测试各种金属材料的硬度。
不同之处:
1. 三种方法所使用的压头形状、大小和压入深度不同。布氏硬度计采用硬质合金压头,洛氏硬度计采用金刚石圆锥压头,维氏硬度计采用金刚石棱锥压头;
2. 三种硬度测试方法使用的荷载和测试方法不同。布氏硬度测试值较稳定,准确度较高,但压痕较大,不适于成品检验。洛氏硬度测试简单、迅速,压痕较小,不损伤零件,但重复性较差,需在不同部位测量数次。维氏硬度测试具有高精度、表面特征小等优点,但对样品表面质量要求较高。
3. 三种方法适用于不同的测试要求和材料类型。在选择测试方法时,使用布氏硬度测试更为普遍。对于较薄的部件,使用洛氏硬度测试更为有效。大多数测试都可在维氏硬度范围内进行,而且这种测试适用于大多数金属材料。
总之,这三种方法可以被广泛地应用于金属材料硬度测试,如何选择正确的方法,取决于待测测材料的类型和尺寸,以及对测试精度的要求等。
什么硬度