第1章(1.7) 金属的硬度

1.7金属的硬度硬度：是指金属在表面上的不大体积内抵抗变形或破裂的能力，硬度是生产上广泛应用的性能指标，可估算其他性能指标。究竟它表征哪一种抗力，则决定于采用的试验方法。A．抵抗变形能力：压入法型硬度试验：测布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度，显微硬度，统称压入硬度。可测量脆性材料（陶瓷材料）的硬度，表面处理的工件。B.抵抗破裂能力：刻划片型硬度试验：刻划硬度C.抵抗金属弹性变形能力：回跳法(肖氏硬度）大型工件实验方法硬度与其他性能指标的关系BKHB以压入法为例：对Cu及合金和不锈钢K=0.4-0.55对钢铁材料K=0.33-0.36旋转弯曲疲劳极限1/2/6BHB所以硬度知道，其他相关性能，根据经验公式可估算又方便，不毁工件，在生产上得到广泛应用几种硬度值在应力应变曲线上的位置硬度实验布氏硬度和洛氏硬度的测定1.7.2布氏硬度布氏硬度的测定原理在直径D的钢珠上，加一定负荷P，压入被测试样金属的表面，根据金属表面痕的凹陷面积计算出应力值。2///HBPFPDtkgfmm凹＝式中t为压痕凹深度；πDt为压痕凹陷面积,在P和D一定时，HB∝1/tt测量困难d＝f(t)1/2222PHBDDDd布氏硬度的测定原理的图示根据不同d值，可查表或计算出HB值。∆oab关系中22122DtDd代入前式链接0.2Dd0.5DP和D应在压入角相等，才能保证同一材料得到同样的HB值，生产上常用的P/D2值规定。30，10，2.5三种保持时间10～60秒布氏硬度试验方法和技术条件在国标GB231-84中有明确规定布氏硬度的优缺点和适用范围优点：代表性全面，能反映表面较大体积范围内各组成相综合性能指标，数据稳定缺点：钢球本身变形问题，对HB450以上硬材料，不能使用。所以，不允许有较大压痕的工件，也不宜于薄件试样。定义：用压痕深度大小作为标志硬度值高低的洛氏硬度试验，而布氏硬度以测定压痕面积来计算硬度值。测定原理：是在载荷P0及总载荷P分别作用下，将金刚石（较硬）圆锥（位角1200）或钢球（ф1.5888㎜）压入较软试样表面，然后卸除主载荷P1,在初载荷下用测量的e值计算洛氏硬度，e值为卸除主载荷后，在初载荷下的压痕深度残余均是用0.002mm为单位表示。1.7.3洛氏硬度链接优点：压痕少，操作简单，易直接读出，不存在压头变形问题。缺点：稳定性差，多测几个点平均，不同硬度级测量。硬度值无法统一起来；晶粒粗大缺乏代表性HRC=0.2-t常用HRA(金刚石圆锥压头)，HRB(钢球压头)，HRC（金刚石圆锥压头）洛氏硬度的优缺点1.7.4维氏硬度维氏硬度试验的两大特点负载可任意选择通过维氏硬度试验和通过布氏硬度试验所得到的硬度值完全相等缺点：生产效率没有HR高。通过测对角线，适用于硬质的材料D221.854(/)PPHVkgfmmFd凹原理与维氏硬度一样，只是载荷小，大致在100gf~500gf.压头有两种：1）维氏压头，金刚石四方锥2）努氏压头：菱形的金刚石锥体2KPPHAclA是投影面积而不是压痕面积，l是对角线的长度μm,c是提供的常数用途：测量尺寸小或很薄的零件。显微组织的硬度。缺点：效率低。1.7.5显微硬度几种硬度计习题如今有如下工件，需测试硬度，试说明采用何种硬度试验方法适宜？1）渗碳层中的硬度分布2）淬火钢件3）灰铸铁4）鉴别钢中残余γ和隐晶M5）硬质合金6）陶瓷涂层链接