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硬度计单位的选择

 硬度计的单位选择 

   金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同, 硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的 有布氏、洛氏、维氏硬度三种。

A、布氏硬度(HB)

             用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时 间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。 以 HBS(钢球)表示,单位为 N/mm2(MPa)。

                        其计算公式为:

                        式中:F--压入金属试样表面的试验力,N;

                        D--试验用钢球直径,mm;

                        d--压痕平均直径,mm。

        测定布氏硬度较准确可靠,但一般 HBS 只适用于 450N/mm2(MPa)以下的金属材 料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径 d 来表示该 材料的硬度,既直观,又方便。

         举例:120HBS10/1000130:表示用直径 10mm 钢球在 1000Kgf(9.807KN)试验力 作用下,保持 30s(秒)测得的布氏硬度值为 120N/ mm2(MPa)。

            B、洛氏硬度(HK)

    洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压痕的 深度。即,在初邕试验力(Fo)及总试验力(F)的先后作用下,将压头(金钢厂圆锥体或钢球)压入试 样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量(e)计算硬度值。其值是个无名 数,以符号 HR 表示,所用标尺有 A、B、C、D、E、F、G、H、K 等 9 个标尺。其中常用于钢材硬度试 验的标尺一般为 A、B、C,即 HRA、HRB、HRC。

         硬度值用下式计算:

       当用 A 和 C 标尺试验时,HR=100-e

       当用 B 标尺试验时,HR=130-e

      式中 e--残余压痕深度增量,其什系以规定单位 0.002mm 表示,即当压头轴向位移一 个单位(0.002mm)时,即相当于洛氏硬度变化一个数。e 值愈大,金属的硬度愈低,反之则硬度愈高。

      上述三个标尺适用范围如下:

       HRA(金刚石圆锥压头)20-88 

       HRC(金刚石圆锥压头)20-70

       HRB(直径 1.588mm 钢球压头)20-100

       洛氏硬度试验是目前应用很广的方法,其中 HRC 在钢管标准中使用仅次于布氏硬度 HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料,它弥补了布氏法的不是,较布氏法简便,可直接从 硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小,故硬度值不如布氏法准确。

    C、维氏硬度(HV)

      维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,是将一个相对面夹角为 1360 的正四棱锥体金 刚石压头以选定的试验力(F)压入试验表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量压痕两对角线长度。

      维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商,其计算公式为:

     式中:HV--维氏硬度符号,N/mm2(MPa);

      F--试验力,N;

     d--压痕两对角线的算术平均值,mm。

        维氏硬度采用的试验力 F 为 5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、 50(490.3)、100(980.7)Kgf(N)等六级,可测硬度值范围为 5~1000HV。

         表示方法举例:640HV30/20 表示用 30Hgf(294.2N)试验力保持 20S(秒)测定的 维氏硬度值为 640N/mm2(MPa)。

          维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优 点,而克服了它们的基本缺点,但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很少用。

     硬度换算公式:

   1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12

   2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15

   3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)

   4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3

     硬度测定范围:      HS<100         HB<500    HRC<70      HV<1300     80~88)HRA,        (85~95) HRB,       (20~70)HRC              洛氏硬度中 HRA、HRB、HRC 等中的 A、B、C 为三种不同的标准,称为标尺 A、标尺 B、标尺 C。 洛 氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一,三种标尺的初始压力均为 98.07N(合 10kgf),最 后根据压痕深度计算硬度值。标尺 A 使用的是球锥菱形压头,然后加压至 588.4N(合 60kgf);标尺 B 使用 的是直径为 1.588mm(1/16 英寸)的钢球作为压头,然后加压至 980.7N(合 100kgf);而标尺 C 使用与标尺 A 相同的球锥菱形作为压头,但加压后的力是 1471N(合 150kgf)。因此标尺 B 适用相对较软的材料,而标 尺 C 适用较硬的材料。 实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关 系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高, 硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。本站《硬度对照表》一文对钢的不同硬度值的换算给 出了表格,请查阅。 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一 般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

      1.布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般 3000kg)把一定大小(直径一般为 10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保 持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

      2.洛氏硬度(HR) 当 HB>450 或者试样过小时, 不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。 它是用一个顶 角 120°的金刚石圆锥体或直径为 1.59、3.18mm 的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度 求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: HRA:是采用 60kg 载荷和钻石 锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB:是采用 100kg 载荷和直径 1.58mm 淬 硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC:是采用 150kg 载荷和钻石锥压 入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

    3 维氏硬度(HV) 以 120kg 以内的载荷和顶角为 136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹 坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度 HV 值(kgf/mm2)。『HK=139.54·P/L2。式中:HK-努普硬度,Mpa; P-荷重,kg;L-凹坑对角线长度,mm。我国和欧洲各国采用维氏硬度,美国则采用努普硬度。兆帕(MPa) 是 显 微 硬 度 的 法 定 计 量 单 位 , 而 kg/mm2 是 以 前 常 用 的 硬 度 计 算 单 位 。 它 们 之 间 的 换 算 公 式 为 1kg/mm2=9.80665Mpa。

 

  

 使用硬度计,根据德国标准 DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。

 如果您要查的抗拉强度>1000N/mm2,或者维氏硬度>310HV,或者布氏硬度>300HB,或者洛氏硬度>32HRC,请查本表


 

    硬度|硬度单位 洛氏硬度 布氏硬度|维氏硬度等

 硬度 硬度单位-洛氏硬度 布氏硬度 维氏硬度等 硬度单位 洛氏硬度|布氏硬度 硬度--是衡量材料软硬程度的一个性能指标。它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形 硬度 或破坏的能力, 也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。 硬度不是一个简单的物理概 念,而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验的方法较多,原理 也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验,即洛氏 硬度(HRA|HRB|HRC)、布氏硬度(HB)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压 入的能力。而里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性 变形功的大小。因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧 性等的一种综合性能指标。 将一定直径的淬硬钢球或硬质合

       布式硬度 | HB: 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷, : 金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是 载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为:以一定的载荷(一般 3000kg)把一定大小(直径 一般为 10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比 值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2(N/mm2)。

      维氏硬度 | HV: 维氏硬度(HV)以 120kg 以内的载荷和顶角为 136°的金刚石方形锥压入器 : 压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。 它适用于较 大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度,试验负荷 1.961~49.03N, 它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定;显微维氏硬度,试验负荷小于 1.961N, 适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。

     邵氏硬度 | HA/HD: 具有一定形状的钢制压针,在试验力作用下垂直压入试样表面,当压 : 足表面与试样表面完全贴合时,压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度 L, L 值的大 以 小来表征邵氏硬度的大小,L 值越大,表示邵尔硬度越低,反之越高。

     肖氏硬度 | HS: 肖氏硬度试验是一种动载试验法,其原理是将具有一定质量的带有金刚石 : 或合金钢球的重锤从一定高度落向试样表面,根据重锤回跳的高度来表征测量硬度值大小。 符号为 HS。重锤回跳得越高,表面测量越硬。A90 属金刚钻的硬度、D45 属淬火钢的硬度。

    洛式硬度 | HR: 洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以 0.002 毫米作为一 : 个硬度单位。当 HB>450 或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它 是用一个顶角 120°的金刚石圆锥体或直径为 1.59、3.18mm 的钢球,在一定载荷下压入被测 材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来 表示:

    HRA:是采用 60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料 | 如硬 质合金等

    HRB:是采用 100kg 载荷和直径 1.58mm 淬硬的钢球求得的硬度,用于硬度较低的 材料 | 如铸铁

    HRC:是采用 150kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料 | 如淬 火钢等

 硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。 为了能用硬度试验代替某些机械性 能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明,金属材料的各种硬 度值之间, 硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。 因为硬度值是由起始塑性变形抗力和 继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。

 

                                  硬度单位及意思 

    HBS(布氏硬度)是硬度指标。布氏硬度是根据压痕单位表面积上的载荷大小来计算硬度值,它不适用于测定硬度较高的材料。

              布氏硬度=F(载荷)/A 凹(压痕球形表面积)

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   金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏 硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。

            A、布氏硬度(HB)

       用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直 径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以 HBS(钢球)表示,单位为 N/mm2(MPa)。

     其计算公式为:

    式中:F--压入金属试样表面的试验力,N; 

    D--试验用钢球直径,mm;

    d--压痕平均直径,mm。

    测定布氏硬度较准确可靠,但一般 HBS 只适用于 450N/mm2(MPa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在 钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径 d 来表示该材料的硬度,既直观,又方便。

     举例:120HBS10/1000130:表示用直径 10mm 钢球在 1000Kgf(9.807KN)试验力作用下,保持 30s(秒)测得的布氏硬度 值为 120N/ mm2(MPa)。

     B、洛氏硬度(HK)

 洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压痕的深度。即,在初邕试验力(Fo)及总试验 力(F)的先后作用下,将压头(金钢厂圆锥体或钢球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量的残余压痕 深度增量(e)计算硬度值。其值是个无名数,以符号 HR 表示,所用标尺有 A、B、C、D、E、F、G、H、K 等 9 个标尺。其 中常用于钢材硬度试验的标尺一般为 A、B、C,即 HRA、HRB、HRC。

      硬度值用下式计算:

    当用 A 和 C 标尺试验时,HR=100-e

    当用 B 标尺试验时,HR=130-e

    式中 e--残余压痕深度增量,其什系以规定单位 0.002mm 表示,即当压头轴向位移一个单位(0.002mm)时,即相当于洛氏硬 度变化一个数。e 值愈大,金属的硬度愈低,反之则硬度愈高。

    上述三个标尺适用范围如下:

     HRA(金刚石圆锥压头)20-88

     HRC(金刚石圆锥压头)20-70

     HRB(直径 1.588mm 钢球压头)20-100

   洛氏硬度试验是目前应用很广的方法,其中 HRC 在钢管标准中使用仅次于布氏硬度 HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬 的金属材料,它弥补了布氏法的不是,较布氏法简便,可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小,故硬度值不 如布氏法准确。

      C、维氏硬度(HV)

      维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,是将一个相对面夹角为 1360 的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力(F)压入试验表 面,经规定保持时间后卸除试验力,测量压痕两对角线长度。

     维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商,其计算公式为:

      式中:HV--维氏硬度符号,N/mm2(MPa);

       F--试验力,N;

      d--压痕两对角线的算术平均值,mm。

    维氏硬度采用的试验力 F 为 5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)Kgf(N)等 六级,可测硬度值范围为 5~1000HV。

     表示方法举例:640HV30/20 表示用 30Hgf(294.2N)试验力保持 20S(秒)测定的维氏硬度值为 640N/mm2(MPa)。

    维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点,而克服了它们的基本缺点,但不如洛 氏法简便。维氏法在钢管标准中很少用。

     HB 是用一定的力将一定直径(2.5、5、10)的钢球压向被测材料的表面,然后测量被测材料表面钢球压痕的直径以判断材料的 硬度。 材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用 HB。

     HR 有 A、B 、C3 三种。A 和 C 用 120 度的金刚石正圆锥体作测头,B 用直径 1.588 的钢球作测头。测量方法都是先用一个预 压力将测头压在被测材料的表面,再施以主压力,然后撤除主压力,测量压入深度判断材料的硬度。

     HV 是对 HR 的一种改良。因 120 度的正圆锥体不符合金刚石的晶体结构,不易磨好,所以 HV 将测头改为棱圆椎体,顶端可以 制作得非常精良。测量方法同 HR。

 HRA 和 HV 用来测量材料经表面热处理,如氮化、渗碳以后的表面硬度,HRC 常用于测量淬火后硬度。

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