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在工件強化鋼丸處理過程中常提到的維氏硬度(HV)與洛式硬度(HR)的解說

硬度:是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬度試驗的方法較多,原理也不相同,測得的硬度值和含義也不完全一樣。普通的是靜負荷壓入法硬度試驗,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、維氏硬度(HV),橡膠塑料邵氏硬度(HA,HD)等硬度其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。流行的里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗,其值代表金屬彈性變形功的大小。因此,硬度不是一個單純的物理量,而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。

鋼材的硬度 :金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同,

●常規表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC較為常用。

●HB應用范圍較廣,HRC適用于表面高硬度材料,如熱處理硬度等。兩者區別在于硬度計之測頭不同,布氏硬度計之測頭為鋼球,而洛氏硬度計之測頭為金剛石。

●HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV)以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)。

●HL手提式硬度計,測量方便,利用沖擊球頭沖擊硬度表面后,產生彈跳;利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/ VA(沖擊速度)。

●目前常用的便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度;蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)測量硬度值。時代公司生產的TH系列里氏硬度計就有此功能,是傳統臺式硬度機的有益補充!”(詳細情況請點擊《里氏硬度計SF-TOP1/HL1000B/HL1000D/HL2000/TIME5306/TIME5302便攜式系列 》)

1、HB - 布氏硬度:

      布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候,如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料,如熱處理后的硬度等等。

      布式硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測金屬表面,保持規定時間,然后卸荷,測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為: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,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2(N/mm2)。

2、HR-洛式硬度

      洛式硬度(HR-)是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。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。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同,分三種不同的標度來表示:

HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。

HRB:是采用100kg載荷和直徑1.59mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。

HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

另外:

(1)HRC含意是洛式硬度C標尺,

(2)HRC和HB在生產中的應用都很廣泛

(3)HRC適用范圍HRC 20--67,相當于HB225--650若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。

(4)洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗載荷為一確定值,中國標準是150公斤力。布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質合金球(HBW),試驗載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力。

(5)洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數點求平均值,適用成品和薄片,歸于無損檢測一類。布式硬度壓痕較大,測量值準,不適用成品和薄片,一般不歸于無損檢測一類。

(6)洛式硬度的硬度值是一無名數,沒有單位。(因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。)布式硬度的硬度值有單位,且和抗拉強度有一定的近似關系。

(7)洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產中。布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑,然后查表或計算,操作較繁瑣。

(8)在一定條件下,HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為:1HRC≈1/10HB。 (關于洛氏硬度機詳細情況請點擊《洛氏硬度機(計)HR-150A/HRS-150/TH3000/3200系列》 )

3、HV-維氏硬度

維氏硬度是以一定的試驗力負荷下,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓頭,壓入材料表面,保持規定時間后,卸除試驗力,測量試樣表面,壓痕對角線長度,再按公式來計算硬度的大小,就是維氏硬度。維氏硬度表示為HV,維氏硬度符號HV前面的數值為硬度值,后面為試驗力值。標準的試驗保持時間為10~15S。如果選用的時間超出這一范圍,在力值后面還要注上保持時間。例如:

600HV30—表示采用294.2N(30kg)的試驗力,保持時間10~15S時得到的硬度值為600。

600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的試驗力,保持時間20S時得到的硬度值為600。

維氏硬度試驗按試驗力大小的不同,細分為三種試驗硬度計,即:維氏硬度計、小負荷維氏硬度計和顯微維氏硬度計(1000N試驗力以下統稱顯硬度計)。根據工件厚薄、硬度高低等因素選擇合適的硬度試驗設備。(關于維氏硬度機詳細情況請點擊《維氏硬度機(計)HVS-1000/HVS-5/HVS-10Z系列》 )

下面是幾種常見的對照關系表:

1<<標準硬度HLD/HRC/HRB/HV/HB/HSD轉換換算表副本>>-----便攜式里氏硬度計轉換常用。

2根據德國標準DIN50150,以下是常用范圍的鋼材抗拉強度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照表:

強化鋼丸采用拉絲、裁切、強化等工藝精制而成,作為金屬磨料,主要應用于機械、航空、鑄造等方面。

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