硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。 試驗鋼鐵硬度的最普通方法是用锉刀在工件邊緣上锉擦,由其表面所呈現的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為锉試法這種方法不太科學。 用硬度試驗器來試驗極為準确,是現代試驗硬度常用的方法。 常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
1.布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載後,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)
當HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。洛氏硬度試驗機利用鑽石或鋼球沖入金屬的深度來測定金屬的硬度,沖入深度愈大,硬度愈小。這是由洛克威爾(S.P.Rockwell)在1921年提出來的,該值沒有單位,隻用代号“HR”表示,其測量方法是,在規定的外加載荷下,将鋼球或金剛石壓頭垂直壓入待試材料的表面,産生凹痕,根據載荷解除後的凹痕深度,利用洛氏硬度計算公式HR=(K-H)/C便可以計算出洛氏硬度。洛氏硬度值顯示在硬度計的表盤上,可以直接讀取。
上述公式中,K為常數,金剛石壓頭時K=0.2MM,淬火鋼球壓頭時K=0.26MM;H為主載菏解除後試件的壓痕深度;C也為常數,一般情況下C=0.002MM。 由此可以看出,壓痕越淺,HR值越大,材料硬度越高。
一般用代号HRA、HRB、HRC來表示材料的硬度,
HRA表示試驗載荷588.4N(60KG-F)使用頂角為120度的金剛石圓錐壓頭試壓,适用于硬度較高的材料;
HRB表示試驗載荷980.7N(100KG-F)使用直徑1.59MM的淬火鋼球試壓,适用于硬度較低的材料;
HRC表示試驗載荷1471.1N(150KG-F)使用頂角為120度的金剛石圓錐頭試壓,适用于硬度較高的材料。
比如HRC60,即代表在試驗載荷為1471.1N、使用頂角為120度的金剛石圓錐壓頭時,被試材料的壓痕深度為0.08MM。 簡而言之,硬度越高,抗磨損能力越高,但脆性也約大。硬度最高不超過60HRC。
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