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硬度概述與檢測方法,金屬材料室,2/28/2014,1,硬度的簡單概念及檢測方法,一，什么是硬度 二，硬度的分類（金屬材料類） 三，金屬材料硬度的檢測,2,一，什么是硬度 固體材料對外界物體壓陷、刻劃等作用的局部抵抗能力（塑性變形），是衡量材料軟硬程度的一個指標。 ①劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短. ②回跳硬度。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲存（繼而釋放）應變能的多少（通過小錘的回跳高度測定）確定材料的硬度。 ③壓入硬度。主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種,3,二，壓入硬度的分類,4,一，布氏硬度(HB)是以一定大小的實驗載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質球壓入被測金屬表面，保持規(guī)定時間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布氏硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷將一定大小的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。,5,TH-600布氏硬度計,指示燈,工作臺,手輪,絲杠,加載砝碼,壓頭,6,7,當試驗力P的單位為 kgf : 當試驗力P的單位為 N :,8,布氏硬度幾點說明：,1、試驗力保持時間通常為10～15s。 2、布氏硬度的符號用 HBW或HBS 表示：500HBW 5/750(直徑為5mm的硬質合金球，在750kgf試驗力作用下，保持10s~15s測得的布氏硬度值為500） 3、壓痕中心距試樣邊緣的距離≥2.5d，相鄰壓痕中心的距離≥3d。 4、壓痕直徑應從相互垂直的兩個方向測量取其算術平均值。,9,二，洛氏硬度是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59， 3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：,GB/T230.1-2009 洛氏硬度實驗原理圖表，標尺,10,TH320全洛氏硬度計,金剛石壓頭,工作臺,操作把手,開關,11,,洛氏硬度的測量實際是測量壓痕深度，將在規(guī)定實驗條件下所測得的壓痕深度換算成硬度單位。具體步驟如下 ⑴首先加載初實驗力F0，將壓頭（金剛石圓錐壓頭或球形壓頭）壓入試件表面，計初始位移h0 ⑵然后加載主實驗力F1，保持一定時間，此時壓頭位移為h1,之后卸除主實驗力F1。 ⑶保持初始實驗力F0，測量此刻的壓頭位移h2. 最小試料厚度≥10t t為壓痕深度 t1=0.002×(100-HRC A) t2=0.002×(130-HRB),12,HR A，D，C=100-[（h2-h0）/0.002] HR E，B，G=130-[（h2-h0）/0.002],13,三，維氏硬度 :由英國科學家維克斯首先提出。以49.03~980.7N的負荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入材料表面,保持規(guī)定時間后，（10-15s）用測量壓痕對角線長度，再按公式來計算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度，試驗負荷1.961~49.03N，它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗負荷1.961N，適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。 它適用于幾乎所有金屬材料的硬度檢測. GB/T4340.1-2009,14,FT FM-7顯微硬度計,壓頭,工作臺,目鏡,操作面板,操作把手,15,維氏硬度計一般分類: 一.維氏硬度計 一般指最大負荷在10-50公斤的維氏硬度試驗機（HV10-HV50） 二.小負荷維氏硬度計 一般指最大負荷在5公斤的維氏硬度試驗機 （HV1-HV5） 三.顯微維氏硬度計 一般指最大負荷在1公斤的維氏硬度試驗機（HV0.3-HV1）,16,維氏硬度計算公式 P為載荷，如10kg。D為壓痕對角線長度（mm）。HV10,17,維氏硬度表示方法 550HV5 300HV10/20 采用5Kg的實驗力，保持10-15s時得到的硬度值為550 采用10Kg的實驗力，保持20s時得到的硬度值為300 試驗力: 2.94N(0.3Kgf),4.9N(0.5Kgf),9.80N(1Kgf),29.4N(3Kgf),49.0N(5Kgf),98.0N(10Kgf) 硬度符號: HV0.3,HV0.5,HV1,HV3,HV5,HV10,18,19,