材料硬度試驗方法分析

發(fā)布日期：2012-05-10 瀏覽次數(shù)：4222

材料硬度試驗方法分析

一、硬度是材料機(jī)械性能的一種整體的重要綜合指標(biāo)。

硬度值不僅與材料的彈性極限、彈性模量、屈服極限、脆性、乃至于材料結(jié)晶狀態(tài)、原子間鍵結(jié)合力和原子結(jié)構(gòu)等都有關(guān)系, 硬度測定的特點(diǎn)是不損壞工件、操作方便、迅速、效率高。

1.靜壓入試驗 —— 用以測定材料對*變形的抗力。布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微硬度

2.劃痕試驗 —— 測定材料對破裂的抗力。觀察一種材料是否能被另一種材料劃痕，馬氏劃痕硬度、莫氏劃痕硬度

3.犁槽試驗 —— 將一鈍頭元件（通常為金剛石）以一定的載荷和相似條件下劃過表面，以劃痕寬度作為硬度的度量標(biāo)準(zhǔn)。Bierbaum硬度試驗

4.回跳試驗 —— 或稱彈性回跳法，測定材料對彈性變形的抗力。使一標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量和尺寸的物體由試驗表面彈回，取回跳高度作為硬度標(biāo)準(zhǔn)。肖氏硬度

5.阻尼試驗 —— 也稱搖擺試驗，測定材料對*變形的抗力。搖擺法硬度

6.磨損試驗 —— 將試樣壓在一正在轉(zhuǎn)動的圓盤上，以磨耗率作為硬度的度量標(biāo)準(zhǔn)

7.沖蝕試驗 —— 在標(biāo)準(zhǔn)條件下將磨料沖射到試驗表面上，以在一定時間內(nèi)損失的材料重量作為硬度的度量標(biāo)準(zhǔn)

定義：抵抗*壓痕的能力。

原理：在一定的時間間隔里，將硬質(zhì)壓頭壓入所要測試的金屬表面，然后測量壓痕的深度

或大小。

優(yōu)點(diǎn)：材料的硬度和其他物理特性之間存在著某種關(guān)系，是一種非破壞性試驗。

分類：宏觀硬度通常載荷在1KG 以上

顯微硬度通常載荷小于1KG（1g-500g）

納米硬度通常在更小的載荷范圍

二、布氏硬度試驗 （國標(biāo)GB231-63）測量

將一定直徑（10mm、 5mm、 2.5mm）的鋼球在一定載荷下壓入金屬, 保持一定時間后卸載, 測量壓痕直徑, 按下列公式計算硬度值 HB:

P —— 負(fù)荷（kgf）

S —— 壓痕的球形表面積（mm2）

D —— 鋼球直徑（mm）

d —— 壓痕直徑（mm）

h —— 壓痕深度（mm）

壓痕直徑是在兩個相互垂直方向上測量的平均值。

對鋼鐵材料，通常負(fù)荷采用 3000kg，保持時間 10 ~ 15 s;對軟金屬，負(fù)荷可降至500kg。

通常硬度和負(fù)荷的關(guān)系為：

3000kg BHN 96 - 600

1500kg BHN 48 - 300

500kg BHN 16 - 100

試樣厚度一般不小于壓痕深度的10倍, 試驗后壓痕直徑的大小應(yīng)在

0.25D < d < 0.6D, 否則試驗結(jié)果無效.

布氏硬度標(biāo)記例:

HB2.5/187.5/10=190 表示 2.5mm鋼球 187.5kg載荷保持10s.

HB350 表示 10mm鋼球 3000kg載荷保持10s.

影響因素: 壓頭材料、鋼球直徑、鋼球表面質(zhì)量、負(fù)荷大小、負(fù)荷保持時間、直徑測量

試樣表面光潔度

三、洛氏硬度試驗（國家標(biāo)準(zhǔn)GB230-63）

測量：以金剛石圓錐或鋼球作壓頭壓入金屬表面, 先后兩次施加載荷: 初負(fù)荷（通常10kg）及總負(fù)荷（初負(fù)荷加主負(fù)荷） 60、100、150kg, 由兩次負(fù)荷壓痕深度之差, 求得洛氏硬度.

洛氏硬度按所選壓頭和負(fù)荷不同分為15種, 以HRA、HRC、HRBzui為常用