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【材料硬度】材料的硬度分類及其優(yōu)缺點解析
來源:測試GO 時間:2022-08-05 10:47:22 瀏覽:12344次

硬度的概念與分類:

硬度是衡量材料軟硬程度的一種性能。其物理意義隨試驗方法不同而不同。材料的硬度測試方法主要分為劃痕硬度法、回跳硬度法和壓入硬度法。使用劃痕(刻劃)硬度法可以表征材料切斷強度的大小,回跳硬度法可以表征材料硬度彈性變形功的大小,壓入硬度法能夠表征材料塑形。

 

布氏硬度

 

布氏硬度計以及布氏硬度實驗示意圖

 

布氏硬度的優(yōu)缺點

優(yōu)點:

壓痕面積大,能反映材料較大區(qū)域內(nèi)的平均性能,試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重復性好。

缺點:

壓痕面積大,不宜在成品上進行試驗;不同材料需更換不同直徑的壓頭球和改變試驗力;壓頭球本身的變形問題。

 

 

 布氏硬度公式

D為壓頭直徑,d為壓痕的平均直徑

 

【注:試樣的厚度至少應該是壓痕深度的八倍

試驗力的選擇應該保證壓痕的直徑在0.24D~0.6D之間。】




 壓痕相似原理圖d與壓入角關(guān)系


要保持在不同的試驗條件下測得同一材料的布氏硬度值相同:

(1)形成的壓入角φ為常數(shù) 壓痕相似原理

(2)保證F/D為常數(shù) 示意圖

 

各類材料在布氏硬度范圍以及F/d方表格


 布氏硬度的表示方法

洛氏硬度

 洛氏硬度計以及洛氏硬度實驗示意圖


 

洛氏硬度的優(yōu)缺點

優(yōu)點:

壓痕較小,可檢驗成品;操作簡便迅速;采用不同標尺可測定各種試樣的硬度;因加有預載荷,可以消除表面輕微的不平度對試驗結(jié)果的影響。

缺點:

壓痕較小,對材料組織的不均勻性很敏感,試驗數(shù)據(jù)分散,重復性差。用不同標尺測得的硬度值無法統(tǒng)一起來,不能直接比較。

 

洛氏硬度公式

【注:試樣厚度≥10×殘余壓痕深度(金剛石壓頭)

試樣厚度≥15×殘余壓痕深度(球壓頭)

 

維氏硬度

 

維氏硬度計以及維氏硬度實驗示意圖

 

維氏硬度的優(yōu)缺點

優(yōu)點:

與布氏硬度比較,不存在壓頭變形問題,不受F/D2必須為某一固定值的限制,壓痕為正方形,對角線長度易于精確測量;與洛氏硬度比較,不存在不同標尺的硬度無法統(tǒng)一的問題;且測量范圍較寬,軟硬材料均可測試。

缺點:

硬度值需要通過測量對角線后才能計算(或查表)得出,效率偏低,但隨著自動維氏硬度計的發(fā)展,這一缺點已不復存在。

 

  維氏硬度公式


 

F為試驗力;d為兩壓痕對角線長度d1和d2的算數(shù)平均值

【注:試樣厚度至少應該為壓痕對角線長度的1.5倍。】

 

顯微硬度

 


顯微硬度計外觀以及努氏顯微硬度實驗壓頭與壓痕圖

 

努氏壓頭硬度試驗的優(yōu)點:在相同的對角線長度下(努氏壓痕以長對角線計),努氏壓痕的深度與面積只有維氏壓痕的15%。測量點緊湊,壓痕體積小,能測出硬度微小變化區(qū)域,也可測薄層硬度。


 

顯微硬度公式

 

F:試驗力;A:壓痕投影面積;l:長對角線長度


 

其他硬度

肖氏硬度試驗:屬于動載荷實驗法,它是將具有一定質(zhì)量的帶有金剛石或合金鋼球的重錘從一定高度落向試樣表面,根據(jù)重錘回跳的高度來表征材料的硬度值,用HS表示。


里氏硬度試驗:屬于動載荷試驗法,它是用規(guī)定質(zhì)量的沖擊體在彈力作用下以一定速度沖擊試樣表面,用沖頭(碳化鎢球)的回彈速度表征材料的硬度值。里氏硬度的符號為HL。


莫氏硬度:以常見的十種礦物來作為標準用相互刮擦以區(qū)分孰硬孰軟。

滑石(talc)1(硬度最小),石膏(gypsum)2,方解石(calcite)3,螢石(fluorite)4,磷灰石(apatite)5,正長石(feldspar)6,石英(quartz)7,黃玉(topaz)8,剛玉(corundum)9,金剛石(diamond)10。


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12條評論
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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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