硬度是指材料(liao)抵抗(kang)局部變形,即抵抗(kang)刻劃、壓入機械作用的(de)(de)能力(li)。刻劃或壓入其(qi)表面的(de)(de)能力(li)稱為硬度。金屬的(de)(de)耐磨性、強(qiang)度等通(tong)常都和硬度有關。它是材料(liao)的(de)(de)彈(dan)性、強(qiang)度、塑性、韌性等一系列不同力(li)學性能組成的(de)(de)綜(zong)合性能指標,是選擇材料(liao)的(de)(de)重(zhong)要(yao)依據。
測定(ding)硬(ying)度(du)的(de)方法(fa)(fa)有壓入(ru)法(fa)(fa)、彈性(xing)回(hui)跳法(fa)(fa)和(he)劃痕法(fa)(fa)等。依據試驗方法(fa)(fa)的(de)不(bu)同,可(ke)用不(bu)同的(de)量值來表示硬(ying)度(du)。目(mu)前,在(zai)生(sheng)產中應用最廣泛(fan)的(de)硬(ying)度(du)是布氏硬(ying)度(du)、洛氏硬(ying)度(du)和(he)維氏硬(ying)度(du)。
1. 布氏硬度(HBW)
布(bu)氏(shi)(shi)硬(ying)度的試(shi)驗(yan)原理是將一定直徑(jing)的硬(ying)質合金球(qiu)施加試(shi)驗(yan)力壓入試(shi)樣表面(mian)(mian),經(jing)規定保持(chi)時(shi)間(s)后,卸(xie)除試(shi)驗(yan)力,測(ce)定試(shi)樣表面(mian)(mian)壓痕的直徑(jing),即可求得(de)布(bu)氏(shi)(shi)硬(ying)度值(HBW)。
布氏硬度值的表(biao)示:布氏硬度符(fu)號(hao)用HBW表(biao)示。符(fu)號(hao) HBW前面的數值為硬度值,符(fu)號(hao)后面是(shi)按如下順序表(biao)示試(shi)驗條件的指標:
①. 硬質(zhi)合金球(qiu)直徑(mm);
②.試驗(yan)力大小的(de)數值[(k)N];
③. 與(yu)規定時間不同(tong)的試驗力保持時間(s)。
2. 洛(luo)氏硬度(HRA、HRB、HRC)
洛氏硬(ying)度試驗法是目前應用最廣泛的試驗方法之(zhi)一。
洛(luo)氏(shi)硬(ying)度(du)試驗時,其(qi)硬(ying)度(du)值可從(cong)硬(ying)度(du)計的指示器上直接讀(du)出,而(er)無(wu)需測(ce)量壓痕深度(du),硬(ying)度(du)值只表(biao)示高低,所以沒(mei)有單位。常用的洛(luo)氏(shi)硬(ying)度(du)值為(wei)HRC、HRB。
測出(chu)硬度值后,應(ying)標明(ming)硬度值符號(用球(qiu)測量應(ying)表明(ming)壓頭代號,鋼球(qiu)為(wei)S,硬質合金球(qiu)為(wei)W)。
例如(ru),59HRC表示用C標(biao)尺(chi)(chi)測(ce)得洛氏(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)為59;60HRBW表示用硬(ying)質(zhi)合金球壓頭(tou)在(zai)B標(biao)尺(chi)(chi)上測(ce)得的洛氏(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)為60。
洛氏硬度試驗法(fa)的優點是(shi)操(cao)作(zuo)簡便、迅(xun)速,壓(ya)痕較小(xiao),故可在工件表面或較薄的金屬上(shang)進行試驗,并(bing)適(shi)于大量生產中(zhong)的成品檢(jian)查,適(shi)于各種軟硬材料。
洛氏硬度(du)(du)值的試(shi)驗原理是將壓(ya)頭(金(jin)(jin)剛石圓錐、鋼球、或硬質合金(jin)(jin)球)分兩(liang)步(bu)壓(ya)被(bei)測入表面,經規定保持時間,卸(xie)除測試(shi)力,測量被(bei)測金(jin)(jin)屬表面殘留壓(ya)痕深度(du)(du),并以此來計(ji)算(suan)試(shi)件硬度(du)(du)值,即
3. 維氏硬度(HV)
其試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)原理(li)是將頂部兩相(xiang)對面具(ju)有規(gui)定角(jiao)度(du)的正四棱錐體金(jin)剛石(shi)壓(ya)頭(tou),用試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)力(li)壓(ya)入試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面,保持(chi)規(gui)定時間后,卸除試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)力(li),并通(tong)過測量試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面壓(ya)痕對角(jiao)線長度(du)來(lai)確定試(shi)(shi)(shi)件硬度(du)。所得硬度(du)值(zhi)用符號“HV”來(lai)表(biao)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(shi)(shi)驗力294.2N下保(bao)持10~15s,測得的(de)維(wei)氏(shi)硬度(du)值(zhi)(zhi)為640(HV后面(mian)的(de)數值(zhi)(zhi)為試(shi)(shi)驗力值(zhi)(zhi),試(shi)(shi)驗力保(bao)持時間10~15s不標注);640HV30/20表示在試(shi)(shi)驗力為294.2N下保(bao)持20s,測得的(de)維(wei)氏(shi)硬度(du)值(zhi)(zhi)為640。
上面(mian)介紹了鋼的(de)力學性能,在(zai)(zai)選用(yong)(yong)不(bu)銹鋼材(cai)料(liao)時是非常有(you)用(yong)(yong)的(de),因為(wei)使用(yong)(yong)不(bu)銹鋼加工制(zhi)作(zuo)的(de)工件或設(she)備在(zai)(zai)使用(yong)(yong)時是要承受一定(ding)載荷(he)的(de),如不(bu)銹鋼容(rong)器就是在(zai)(zai)一定(ding)壓力下工作(zuo)的(de)。