洛氏(shi)硬度中HRA、HRB、HRC等中的(de)A、B、C為(wei)三種不同的標準(zhun),稱(cheng)為(wei)標尺A、標尺B、標尺(chi)C。
洛氏硬度(du)試(shi)驗是現今所使用的(de)幾種普通壓痕硬度(du)試(shi)驗之一(yi),三種標尺(chi)的(de)初始壓力均(jun)為(wei)98.07N(合(he)10kgf),最后(hou)根據壓痕深度(du)計算硬(ying)度(du)值(zhi)。標尺A使(shi)用(yong)的(de)是球錐菱形壓頭,然后(hou)加壓至588.4N(合(he)60kgf);標尺B使(shi)用(yong)的是直徑(jing)為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓(ya)頭(tou),然后加壓(ya)至980.7N(合100kgf);而(er)標尺(chi)C使用與(yu)標尺(chi)A相同的(de)球錐菱形(xing)作為壓頭,但加(jia)壓后的(de)力是1471N(合150kgf)。因此標(biao)尺B適用相對(dui)較軟的材料,而標(biao)尺C適用較硬的材料。
實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。但各種材料的換算關系并不一致。
洛氏硬度中(zhong)HRA、HRB、HRC的(de)區別
洛氏硬度(du)中HRA、HRB、HRC的區別
合金(jin)等)。HRB:是采(cai)用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬(ying)的鋼(gang)球,求得的硬(ying)度,用于硬(ying)度較低(di)的材(cai)料(如退火鋼、鑄鐵等)。HRC:是采用150kg載荷(he)和鉆石錐壓入(ru)器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火(huo)鋼等)。
維氏(shi)硬(ying)度(HV) 以120kg以內的(de)載(zai)荷和(he)頂角(jiao)為136°的金剛石方形(xing)錐壓(ya)入(ru)器壓(ya)入(ru)材(cai)料(liao)表(biao)面(mian),用材(cai)料(liao)壓(ya)痕凹坑(keng)的表(biao)面(mian)積除以載荷值,即為維氏硬度(du)HV值(kgf/mm2)。『HK=139.54•P/L2。式(shi)中:HK-努(nu)普硬(ying)度,Mpa;P-荷重,kg;L-凹坑(keng)對角線長度,mm。我(wo)國(guo)(guo)和(he)歐(ou)洲各國(guo)(guo)采用維氏硬(ying)度,美(mei)國(guo)(guo)則采用努普硬(ying)度。兆帕(pa)(MPa)是顯微硬度的(de)法(fa)定計量(liang)單位,而(er)kg/mm2是以前(qian)常(chang)用(yong)的(de)硬度計(ji)算單位。它(ta)們之間的(de)換(huan)算公式(shi)為1kg/mm2=9.80665Mpa。洛氏(shi)硬(ying)度(HRC)、布氏(shi)硬度(HB)等(deng)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)具體區別和(he)換算硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)是衡量材(cai)料軟硬(ying)(ying)(ying)程度(du)(du)(du)的一個性能指(zhi)標。硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試驗的方法(fa)較多,原理(li)也(ye)不相(xiang)同,測得的硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)和(he)含義也(ye)不完(wan)全一樣。最常用的是靜負荷(he)壓入法(fa)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試驗,即布氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)HB、洛氏硬度HRA,HRB,HRC、維氏硬(ying)度HV,橡膠塑(su)料邵氏(shi)硬(ying)度HA,HD等硬(ying)度(du)(du)其值表示(shi)材料表面抵抗堅硬(ying)物(wu)體(ti)壓入(ru)的能力。而里氏硬(ying)度(du)(du)Hl、肖(xiao)氏硬度HS則屬于(yu)回跳(tiao)法硬(ying)度(du)試驗,其(qi)值(zhi)代表金屬彈性變(bian)形功的大小(xiao)。因(yin)此,硬(ying)度(du)不是一(yi)個(ge)單純的物理量,而是反映材料的彈性、塑性、強度(du)和韌性等的一(yi)種綜(zong)合(he)性能指(zhi)標。
1.HRC含意是洛式硬(ying)度C標尺,
2.HRC和HB在生產中的應用都(dou)很廣泛
3.HRC適用范圍HRC20--67,相當于HB225--650 若硬度高于此(ci)范圍則用洛式硬度A標尺HRA。 若硬(ying)度低于此范圍則(ze)用(yong)洛式硬(ying)度B標尺(chi)HRB。 布(bu)式硬度上限值HB650,不能高(gao)于此值。
4.洛氏硬度計(ji)C標尺之壓頭為(wei)頂角120度的金剛石圓錐,試(shi)驗載(zai)荷為一確定值,中(zhong)國標準是150公斤力。 布氏硬度計之(zhi)壓(ya)頭為淬(cui)硬鋼球HBS或(huo)硬質合金球HBW,試驗載(zai)荷隨球直徑不(bu)同而不(bu)同,從(cong)3000到31.25公(gong)斤力(li)。
5.洛式硬度壓痕(hen)很小,測(ce)量值有局(ju)部性,須測(ce)數點(dian)求平均值,適用成品和(he)薄片(pian),歸(gui)于無損檢測(ce)一(yi)類。 布(bu)式硬度壓(ya)痕較大(da),測量值準,不(bu)適用成品和(he)薄片,一般不(bu)歸(gui)于(yu)無損(sun)檢測一類。
6.洛式(shi)硬(ying)度(du)的硬(ying)度(du)值是一(yi)無名數,沒有單位。因此習慣稱洛式(shi)硬(ying)度(du)為多少度(du)是不正確的。 布式硬(ying)度(du)(du)的硬(ying)度(du)(du)值(zhi)有(you)單位,且和抗拉強度(du)(du)有(you)一(yi)定的近似關系(xi)。
7.洛式硬度直(zhi)接(jie)在表盤上顯(xian)示(shi)、也可(ke)以數字(zi)顯(xian)示(shi),操作(zuo)方便,快捷直(zhi)觀,適用(yong)于大量生(sheng)產中。布式硬度需要(yao)用顯微鏡測(ce)量壓(ya)痕直徑,然后查表或計算,操作較繁瑣(suo)。
8.在一定條件下(xia),HB與HRC可(ke)以查(cha)表互(hu)換。 硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)是(shi)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)試驗(yan)中最簡單易(yi)行(xing)的(de)一(yi)種試驗(yan)方法。為(wei)了(le)能(neng)用硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)代替某些機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)試驗(yan),生產上需要(yao)一(yi)個比較準確的(de)硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du)的(de)換(huan)算關(guan)系。實踐證明,金屬材(cai)料的(de)各種硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)之(zhi)間(jian),硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)與強度(du)(du)(du)值(zhi)之(zhi)間(jian)具有近(jin)似的(de)相應關系(xi)。因為硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)是由起始塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)抗力和繼續(xu)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)抗力決(jue)定的(de),材(cai)料的(de)強度(du)(du)(du)越(yue)高,塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)抗力越(yue)高,硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)也就越(yue)高。
用硬度試(shi)驗(yan)機(ji)來試(shi)驗(yan)比較準確,是現代試驗硬(ying)度常用的(de)方法(fa)。常用的(de)硬(ying)度測定方法(fa)有(you)布氏(shi)硬(ying)度、洛氏(shi)硬(ying)度和(he)維氏(shi)硬(ying)度等測試方法(fa)
布氏(shi)硬(ying)度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBSHBW)(參照GB/T231-1984),生產中常用(yong)布氏硬度法測定(ding)經退(tui)貨、正火和調質得(de)剛(gang)健,以及鑄(zhu)鐵、有色金屬(shu)、低合金結構鋼(gang)等毛胚或半成(cheng)品(pin)的(de)硬度。
洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種,它們的(de)測量范圍和應用范圍也不同(tong)。一般生產中HRC用得(de)(de)最(zui)多。壓(ya)痕較(jiao)小,可測較(jiao)薄(bo)得(de)(de)材(cai)料和硬得(de)(de)材(cai)料和成品件得(de)(de)硬度。
維氏硬度(du)以(yi)HV表示(參(can)照(zhao)GB/T4340-1999),測量極(ji)薄試樣。
⒈鋼材的硬(ying)度 :金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度(du)試(shi)驗方法(fa)的不同,
常規表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度(du)等(deng),其中以HB及HRC較(jiao)為(wei)常用。
HB應用(yong)范(fan)圍較廣,HRC適用于(yu)表(biao)面高硬(ying)度(du)(du)材料,如熱(re)處(chu)理硬(ying)度(du)(du)等。兩者區別在(zai)于(yu)硬(ying)度(du)(du)計之測(ce)頭(tou)不同,布氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)計之測(ce)頭(tou)為鋼(gang)球,而(er)洛氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)計之測(ce)頭(tou)為金(jin)剛石。
HV-適(shi)用于顯微鏡(jing)分析(xi)。維氏硬(ying)度(HV) 以120kg以內的載(zai)荷和頂角(jiao)為136°的金剛(gang)石方形錐壓入(ru)器壓入(ru)材料表面(mian),用材料壓痕凹(ao)坑(keng)的表面(mian)積除以載(zai)荷值,即(ji)為維氏(shi)硬度(du)值(HV)。
HL手提(ti)式硬度計,測量方(fang)便,利用(yong)沖擊(ji)球頭(tou)沖擊(ji)硬度表面(mian)后,產生彈跳;利用(yong)沖頭(tou)在距試樣表面(mian)1mm處的回彈速度(du)(du)與沖擊速度(du)(du)的比值(zhi)計(ji)算硬度(du)(du),公(gong)式:里氏硬度(du)(du)HL=1000×VB(回彈速度(du))/VA(沖擊速度)。
便攜式里氏硬度(du)計用里氏(HL)測量后可以轉化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或(huo)用(yong)里氏原理直接用(yong)布(bu)氏(HB)、洛(luo)氏(shi)(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)測(ce)量硬度值。
⒉HB- 布氏硬(ying)度;
布氏硬度(HB)一(yi)般(ban)用于材料(liao)較軟的時候,如(ru)有(you)色金(jin)屬、熱處理之前或退(tui)火后的鋼(gang)鐵。洛氏硬度(HRC)一般(ban)用于硬度(du)較(jiao)高(gao)的材料(liao),如熱處理后的硬度(du)等(deng)等(deng)。
布(bu)式(shi)硬度(HB)是(shi)以一定(ding)大小(xiao)的(de)試(shi)驗載荷(he)(he),將一定(ding)直徑的(de)淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測(ce)金屬表(biao)面(mian),保持規定(ding)時間,然后(hou)卸(xie)荷(he)(he),測(ce)量(liang)被測(ce)表(biao)面(mian)壓痕(hen)直徑。布式硬度值是(shi)載荷(he)(he)除以壓痕(hen)球形表(biao)面(mian)積所得的(de)商(shang)。一般為:以一定(ding)的(de)載荷(he)(he)(一(yi)般(ban)3000kg)把一定大小(直徑(jing)一般為10mm)的淬硬鋼球(qiu)壓入材料表面,保持一(yi)段時間,去載后(hou),負荷與其壓痕面積之比值(zhi),即為布氏硬度值(zhi)(HB),單位(wei)為公斤(jin)力(li)/mm2(N/mm2)。
⒊洛式硬(ying)度是以壓痕塑性(xing)變(bian)形深度來確定(ding)硬(ying)度值指標(biao)。以0.002毫(hao)米(mi)作為一個(ge)硬度單位。當HB>450或者試樣過小(xiao)時(shi),不能采(cai)用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金(jin)剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的(de)鋼球,在一(yi)定載荷(he)下壓入被測材料表(biao)面,由壓痕的(de)深度(du)(du)求出(chu)材料的(de)硬度(du)(du)。根據試(shi)驗材料硬度(du)(du)的(de)不同,分三(san)種不同的(de)標度(du)(du)來表(biao)示(shi):
HRA:是采用60kg載荷和(he)鉆(zhan)石錐壓入器(qi)求得的硬度,用(yong)于硬度極高的材(cai)料(如硬質合金(jin)等)。
HRB:是采用(yong)100kg載荷和直徑(jing)1.58mm淬硬(ying)的(de)鋼球(qiu),求得的(de)硬(ying)度(du)(du),用于硬(ying)度(du)(du)較低的(de)材(cai)料(如退火(huo)鋼(gang)、鑄鐵等)。
HRC:是采用150kg載荷和(he)鉆石錐壓入器求(qiu)得的硬度,用于硬度很高的材料(如(ru)淬火鋼等)。
另外(wai):
1.HRC含意(yi)是洛式(shi)硬度C標尺,
2.HRC和(he)HB在(zai)生產中的應用都很(hen)廣泛
3.HRC適用范圍(wei)HRC20--67,相當于HB225--650
若硬(ying)度高于此(ci)范圍(wei)則用洛式硬(ying)度A標尺(chi)HRA。
若(ruo)硬度(du)低于(yu)此范圍則用洛式硬度(du)B標尺HRB。
布式硬度上限值HB650,不能(neng)高(gao)于此(ci)值。
4.洛氏(shi)硬度計C標尺之壓(ya)頭(tou)為頂角120度的(de)金剛石圓錐,試驗載(zai)荷為一確定值,中(zhong)國標準是150公斤力(li)。
布氏硬(ying)(ying)度計(ji)之壓頭為淬硬(ying)(ying)鋼球(qiu)(HBS)或硬(ying)質合(he)金球(HBW),試驗載荷(he)隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力(li)。
5.洛式硬度壓痕很小,測(ce)(ce)量值(zhi)有局部性,須測(ce)(ce)數點求(qiu)平均值(zhi),適用成品和薄片,歸于無損檢測(ce)(ce)一(yi)類。
布式(shi)硬度壓痕較大(da),測(ce)量(liang)值準(zhun),不適用成品和薄片,一(yi)般不歸于無損檢測(ce)一(yi)類。
6.洛式硬度的硬度值是一無名數,沒有單位(wei)。(因此習慣稱洛式硬度為多(duo)少度是不正(zheng)確的。)
布(bu)式硬度的硬度值有單位,且和抗拉(la)強度有一(yi)定的近(jin)似關系。
7.洛式硬(ying)度直接(jie)在表盤上顯示、也可以數(shu)字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產中(zhong)。
布式硬度需要用(yong)顯微鏡測(ce)量壓痕直徑,然(ran)后查表或計(ji)算,操作較繁瑣。
8.在一(yi)定條件下,HB與(yu)HRC可(ke)以查(cha)表互換。其心(xin)算公式可(ke)大(da)概記(ji)為:1HRC≈1/10HB。
硬度試(shi)驗是(shi)機械性能(neng)試(shi)驗中(zhong)最(zui)簡單易(yi)行(xing)的一種(zhong)試(shi)驗方法(fa)。為(wei)了(le)能(neng)用硬度試(shi)驗代替某些(xie)機械性能(neng)試(shi)驗,生(sheng)產上需(xu)要一個比較準(zhun)確的硬度和強度的換(huan)算關系(xi)。
實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。
HRC含(han)義是洛氏硬度C標(biao)尺(chi).洛氏硬度以0.002毫米作為一(yi)個硬度單(dan)位.(N/mm2)
硬質合金的硬度檢測
硬質合金的硬度檢測主(zhu)要采用洛(luo)氏(shi)硬度計,測試HRA硬度值。PHR系列便(bian)攜(xie)式洛氏(shi)硬度計十分適于(yu)測試硬質合金的硬度。儀(yi)器重量只(zhi)有0.7kg,精(jing)度(du)與臺式洛氏硬度(du)計相同,使用(yong)和攜(xie)帶都十分(fen)方便。
硬質合金是一種金屬,通過硬度試驗可以反映硬質合金材料在不同的化學成分、組織結構及熱處理工藝條件下機械性能的差異,因此硬度試驗廣泛應用于硬質合金性能的檢驗、監督熱處理工藝的正確性及新材料的研究。
硬質合金硬度檢測的特點
硬質合金硬度試驗的特點是:它屬于非破壞性試驗,試驗方法比較簡單。硬質合金的硬度檢測對其試件的形狀及尺寸適應性較強,試驗效率高。另外,硬質合金材料硬度與其它物理特性之間存在一定的對應關系。
例如,硬質合金硬度試驗和拉伸試驗基本上都是檢測金屬抵抗塑性變形的能力,這兩種試驗在某種程度上都是檢測金屬相似的特性。所以,其檢測結果是完全可以相互比較的。硬質合金拉伸試驗設備龐大、操作復雜、要制備試樣、試驗效率低,對于許多金屬材料,都有一硬度試驗和拉力試驗的換算表可查。因此,在檢測硬質合金材料力學性能時,人們越來越多地采用硬度試驗,而較少采用拉伸試驗。
硬質合硬度的檢測工具
硬(ying)質合(he)金硬(ying)度一般用洛氏硬(ying)度計HRA標尺或維氏硬度計來檢測,實用中(zhong)人們(men)主要采用洛氏硬度計測試HRA硬度。PHR系列便(bian)攜(xie)式洛(luo)氏硬度計十分(fen)適于測試(shi)硬質合金的硬度。這(zhe)種儀器(qi)重(zhong)量只有0.7kg,精度(du)與臺式洛氏(shi)硬度(du)計(ji)相同(tong)。在測量硬質合(he)金硬度(du)時,天星公(gong)司生(sheng)產的PHR系(xi)列便(bian)攜式洛氏(shi)硬(ying)度計可以測試(shi)厚度或直(zhi)徑在50mm以下(xia)的硬(ying)質(zhi)合金(jin)工(gong)件,可(ke)以測試直(zhi)徑(jing)小到2.0mm的(de)硬質合金工件(jian),可以測(ce)試內徑小于(yu)30mm的(de)(de)管狀硬(ying)質(zhi)合金工件(jian)。還(huan)可(ke)(ke)以(yi)在生(sheng)產現場、銷(xiao)售現場或材料倉庫使用(yong)。這種儀器(qi)用(yong)于(yu)測(ce)試(shi)硬(ying)質(zhi)合金工件(jian)簡(jian)便、快速(su)、無(wu)損,可(ke)(ke)對成(cheng)批的(de)(de)成(cheng)品或半成(cheng)品硬(ying)質(zhi)合金工件(jian)做逐件(jian)的(de)(de)硬(ying)度(du)檢測(ce)。
不同硬度硬質合金的應用
硬質合金具有很高的硬度和耐磨性,常用于制造金屬切削刀具、量具、模具等。通常當材料硬度高時,耐磨性也高;抗彎強度高時,沖擊韌性也高。但材料硬度越高,其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性,以及良好的可加工性,目前仍是應用最廣的刀具材料,其次是硬質合金。
硬(ying)質合金中有一(yi)種是以一(yi)種或(huo)幾種碳(tan)化物(如TiC、WC等(deng))為硬(ying)(ying)化相,以(yi)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(如高(gao)速(su)鋼(gang)(gang)、鉬(mu)鉻鋼(gang)(gang)等(deng))粉末為粘結(jie)劑制成,叫做鋼(gang)(gang)結(jie)構硬(ying)(ying)質(zhi)合(he)金(jin)(jin)。其(qi)硬(ying)(ying)度(du)介于鋼(gang)(gang)和硬(ying)(ying)質(zhi)合(he)金(jin)(jin)之間(jian),但(dan)是韌性大大提高(gao)并且可以(yi)切削(xue)加工和熱(re)處理加工。這(zhe)種鋼(gang)(gang)結(jie)構硬(ying)(ying)質(zhi)合(he)金(jin)(jin)的典(dian)型硬(ying)(ying)度(du)為:經淬(cui)火——回火后硬(ying)(ying)度(du)為69~73HRC,高速鋼65%。