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洛氏及表面洛氏硬度试验

洛氏及表面洛氏硬度试验
洛氏及表面洛氏硬度试验

洛氏及表面洛氏硬度试验

试验标准GB/T230-2004《金属洛氏硬度试验》 一、洛氏硬度试验原理

顶角为120°的金刚石圆锥体或一定直径(1.587mm 、3.175mm )的淬火钢球或硬质合金球(新标准增加的压头)做压头,先在初试验力Fo 的作用下, 将压头压入试件表面一定深度o h 以此作为测量压痕深度的基准,然后再加上主试验力1F ,在总试验力F(初试验力Fo + 主试验力1F )作用下, 压痕深度的增量为

1h ,经规定时间后,卸除主试验力1F ,压头回升一定高度。于是在试样上得到由

主试验力所产生的压痕深度的残余增量h 。洛氏硬度用下式表示: 洛氏硬度=N -h /s (原标准为HR=K-e )

h ---为残余压痕深度 N --给定标尺的硬度数 s ---给定标尺的单位 金钢石圆锥压头一般用于测定硬度较高的金属材料,压头压入深度通常不超0.2mm 试验方法将0.2mm 作为标尺,划分为100等分,则无论对哪类指示装置(表盘式、刻度式或数显式),每个洛氏硬度单位均为0.2mm/100=0.002mm,为了做到硬度愈高所指示的数值越大,对残余压入深度为0.2mm 时,规定洛氏硬度值为零;而对残余压入深度为零时为100.用满刻度与残余压痕深度之差则可示出洛氏硬度值的高低,即此差值越大,洛氏硬度愈高,反之亦然。为了使残压痕深度用硬度数表示,引入了h /s 的概念,即h /s =残余压痕深度(mm)/洛氏硬度单位(0.002mm)。这样对于用金刚石圆锥压头的试验,

HR=100-h /s

.例如:HRC 的K 值定为100,当压入深度s 为0.08时,则硬度值 HRC=100-0.08/0.002=60当用球压头进行洛氏硬度试验时,一般用于较软金属材

料的硬度测试,由于压入深度较大,有可能使h 大于0.2mm,因

此方法中规定将0.26mm 划分为130等分,每个洛氏硬度单位仍为0.002mm,这样,

HR=130-h /s .

1、在初试验力Fo 下的压入深度;

2、由主试验力1F 引起的压入深度;

3、卸除主试验力1F 后的弹性回复深度;

4、残余压入深度h ;

5、试样表面;

6、测量基准面;

7、压头位置 洛氏硬度试验原理 符号及名称

Fo =初试验力 单位N

1F =主试验力 单位N

F =总试验力 单位N S =给定标尺的单位 单位mm

N =给定标尺的硬度数 洛氏硬度试验原理图

h =卸除主试验力后,在初试验力下压痕残留的深度(残余压痕深度) 单位mm 标尺:标尺就是不同压头和不同总试验力的组合。目的是为了可以用一种试验机就可以测定从软到硬的金属材料的硬度。每一种标尺用一个大写字母表示,并加在洛氏硬度符号HR 的后面,HR 前面为硬度数值。我国洛氏硬度试验标准中给出了9种标尺,常用的有HRA 、ARB 、ABC 、其中HRC 用途最广。

表5-3 洛氏硬度的试验规范

洛氏硬度 标尺

硬度符号

压头类型

初试验力 Fo/ N

主试验 F1/ N 总试验力

F/ N 适用范围

A HRA 金刚石圆锥 98.07 490.3 588.4 20HR A ~88HRA

B HRB 直径1.587 5mm 球

98.07 882.6 980.7 20HRB ~100HRB C HRC 金刚石圆锥 98.07 1 373 1 471 20HRC ~70HRC D HRD 金刚石圆锥 98.07 882.6 980.7 40HRD ~77HRD E HRE 直径3.175mm 球 98.07 882.6 980.7 70HRE ~100HRE F HRF 直径1.587 5mm 球 98.07 490.3 588.4 60HRF ~100HRF G

HRG

直径1.587 5mm 球

98.07

1 373

1 471

30HRG ~94HRG

1—在初始试验力下F 0的压入深度;

2—在主试验力F 1的压入深度;3—去除主试验力F 1后的弹性回复;4—残余压入深度;5—试样表面;

6—测量基准面;7---压头位置1

4

2

3

7

56

F 0

F 0+F 1

F 0洛氏硬度试验原理图

H HRH 直径3.175mm球98.07 490.3 588.4 80HRH~100HRH

K HRK 直径3.175mm球98.07 1 373 1 471 40HRK~100HRK A、C和D标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR和使用的标尺字母表示。

示例:59HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度值为59。

B、E、F、G、H和K标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR、使用的标尺和球压头代号(钢球为S,硬质合金球为W)表示。

示例:60HRBW表示用硬质合金球压头在B标尺测得的洛氏硬度值为60。二、表面洛氏硬度原理

表面洛氏硬度试验方法又称轻负荷硬度试验法,它是在洛氏硬度试验法的基础上发展起来的,两者的试验原理完全相同,不同的是初试验力由98.07N改为29.42N, 主试验力分别由490.3N、882.6N、1373N改为117.7N、264.8N、411.9N, 由于初试验力及主试验力均很小,S的单位为0.001mm,而且无论对于金刚石压头还是钢球压头的各表面洛氏硬度标尺,规定的满刻度均为100,因此计算公式仍为HR=/

N h s

=100-/0.001

h。与普通洛氏硬度试验相比更宜于测量较薄或经表面热处理及化学热处理后试样的表面硬度。

表面洛氏硬度以符号HR表示,后面加注标尺符号15N、45T等,HR前面为硬度数值。各标尺符号英文字母前面的数字表示所用的总试验力大小,单位为

N(kgf);英文字母表示不同的压头。

例如:15T表示总试验力为147.1N(15 kgf),压头为1.5875的钢球或硬质合金球。

N标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号HR、试验力数值(总试验力)和使用的标尺表示。

示例:70HR30N表示用总试验力为294.2N的30N标尺测得的表面洛氏硬度值为70。

T标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号HR、试验力数值(总试验力)、使用的标尺和压头代号表示。

示例:40HR30T表示用钢球压头在总试验力为294.2N的30T标尺测得的表面洛氏硬度值为40。

表面洛氏硬度试验常用标尺规范(GB/T230.1-2004 表5-4)

洛氏硬度

标尺硬度符号压头类型初试验力

Fo/

N

主试验

F1/

N

总试验力

F/

N

适用范围

15N HR15N 金刚石圆锥29.42 117.7 147.1 70HR15N~94HR15N

30N HR30N 金刚石圆锥29.42 264.8 294.2 42HR30N~86HR30N 45N HR45N 金刚石圆锥29.42 411.9 441.3 20HR45N~77HR45N 15T HR15T 直径1.587 5mm球29.42 117.7 147.1 67HR15T~93R15T 30T HR30T 直径1.587 5mm 球29.42 264.8 294.2 29HR30T~82HR30T 45T HR45T 直径1.587 5mm球29.42 411.9 441.3 10H R45T~72R45T

a 使用钢球压头的标尺,硬度符号后面加“S”。使用硬质合金球压头的标尺,硬度符号后面加“W”。

三、试验设备及仪器

洛氏硬度计种类很多,以国产为例主要有HR-150、HR-150A、HR-150B等。它们的结构大体相同,一般由机架、试验力产生和变换机构、试验力加卸机构、试样支承机构和压痕深度测量装置等组成,并配有压头

1、机架它是硬度计上所有部件的支承体,具有良好的刚性和稳定性,结构多为悬臂式。

2、试验力加卸机构主要包括试验力产生和变换装置、试验力的加卸装置、控制加荷速度装置。

3、试验力产生和变换装置多数硬度计如HR-150、HR-150A的主试验力采用杠杆加力式,即将砝码重量通过杠杆放大后形成主试验力,通过压头将力加到试样上。

4、控制加荷速度装置,又称缓冲器,作用是加主试验力时,使试验力缓慢地加到试样上,避免发生冲击加载,最常见的是各种油缓冲器。

5、压痕深度测量装置按其原理可分为杠杆—百分表放大、杠杆—光学放大等,近年发展起来的数字或工作硬度计多采用光栅、电感等深度测量装置。

四、试样

1、试样表面应光滑平坦,无氧化皮及外来污物,尤其不应有油脂,建议试样表面粗糙度不大于0.8μm,产品或材料标准另有规定除外。

2、试样的制备应使受热或冷加工等因素对表面硬度的影响减至最小。

3、试验后试样背面不应出现可见变形。

对于用金刚石圆锥压头进行的试验,试样或试验层厚度应不小于残余压痕深度的10倍;对于用球压头进行的试验,试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的15倍。

例:材料硬度约为40HRC,试确定试样最小厚度。

由公式(5-9)可得压痕深度残余增量

s=100-HR C=60

由于e的测量单位为0.002mm,换算成mm单位时,为

s=60×0.002=0.12mm

试样最小厚度为e的10倍,即1.2mm。

五、试验操作要点

1、试验一般在10℃~35℃室温进行。对于温度要求严格的试验,应控制在(23±5)℃之内。

2、选择合适的硬度标尺,在洛氏及表面洛氏硬度试验中,各标尺允许测试的范围不同,为了保证试验结果的正确性,就必须正确地选择标尺。各标尺的用途

如下:

HRA主要用于测定硬质材料的洛氏硬度,象硬质合金、很薄很硬的钢材以及

表面硬化层较薄的硬化钢材。

HRB是应用较广的洛氏硬度标尺,常用于测定低碳钢、软合金、铝合金及可锻铸铁等中、低硬度材料。

HRC主要用于测定一般钢材、硬度较高的锻件、珠光体可锻铸铁以及淬火+回火的合金钢,是用途最为广泛的洛氏硬度标尺。

HRD主要用于测定较薄的钢材、中等表面硬化的钢以及珠光体可锻铸铁等材料。

HRE用于测定铸铁、铝合金、镁合金以及轴承合金等材料。

HRF主要用于测定硬度较低的有色金属,象退火后的铜合金。由于采用的总试验力较低,也可测定软质的薄合金板。

HRG可用于测定可锻铸铁、铜-镍合金。

HRH主要用于测定硬度很低的有色金属,轻金属如铝、锌、铅等。由于这些金属很软,所以适用于大直径钢球压头在较小试验力下试验。

HRK用于测定轴承合金及较软金属或薄材。

3、试验前,尤其是改变测量标尺后,应该使用与试验材料的预期硬度值相近的标准洛氏(表面洛氏)硬度块对硬度计进行校验,其示值误差和重复性应符合GB/T230.2-200

4、GB/T230.3-2004规定的要求。

对洛氏硬度计的检查方法如下:

1)在标准洛氏硬度块上压出五个均匀分布的有效压痕并测量硬度值。

硬度值的示值误差δ按下式计算:

-五次硬度测量的算术平均值;

HR-标准洛氏硬度块的标准值。

2)重复性:在标准硬度块上测五个均布压痕得硬度值H1、H2、H3、H4、H5 则硬度计的示值重复性由下式确定H5 -H1

4、在施加初试验力后,指示盘或光学投影屏的指示线,不应超过硬度计的最大指示范围。否则应卸除试验力,在试样另一位置重新试验。

5、试样应平衡地放在刚性支承物上,并使压头轴线与试样表面垂直,以避免试样产生位移。应对圆柱武汉试样作适当支承,例如放置在洛氏硬度值不低于60HRC的带有V型槽的钢支座上。尤其应注意使压头、试样、V型槽与硬度计支座中心对中。下列是一些特殊形状的试样和不同类型的载样台配合使用的例子。

1)横截面积较大或较长的扁平试样,可用大平面载样台。

a)标准硬度块及表面平整的小式样,可用?50~?60mm的平面载样台。

b)小尺寸试样、薄试样或受试部分平面较小的试样,可用中心凸起的载样台。

c)圆柱形试样可用带V形槽的载样台。

d)大圆球试样,可用球型支座进行试验。

6、使压头与试样表面接触,无冲击和振动地施加初试验力Fo,初试验力保持时间不应超过3s。

7、无冲击和振动地将测量装置调整至基准位置,从初试验力Fo施加至总试验力F的时间应不小于1s且不大于8s。

8、总试验力F保持时间为4s±2s。然后卸除主试验力F1,保持初试验力Fo,经短时间稳定,洛氏硬度值通常从测量装置中直接读数。

进行读数。注;对于低硬度材料,经协商试验力保持时间可以延长,允许偏差±2s。

9、试验过程中,硬度计应避免受到冲击和振动。

10、在大量试验前或距前一试验超过24h,以及压头或支承台移动或重新安装后,均应检查压头和支座安装的正确性,上述调整全的两个试验结果不作为正式数据。

11、两面相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的4倍,并且不应小于2mm;任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕直径的 2.5倍,并且不应小于1mm。

12、如无其他规定,每个试样上的试验点数不少于4点,第1点不计

六、试验结果处理

1、试验报告中给出的(表面)洛氏硬度值应精确至0.5个洛氏单位.修约方法按照GB8170执行。

2、洛氏及表面洛氏硬度试验可以在有曲面的工件上进行(如轴、轴承等),在曲率半径不大时,对测得的硬度值应加上修正值。从力学角度分析,压头压入具有曲率的试样时,被压处四周的抵抗力比平面试样要低得多,致使压痕深度增加,硬度值降低,曲率半径愈小,硬度值降低愈显著。因此要对所测得的硬度值进行

修正后才能与平面上测得的硬度值进行比较。有关各标尺对曲面的修正量可参看GB/T230.1-2004标准的附录C的C.1、C.2、C.3、C.4、及附录D的D.1。

例如:现有两种规格的圆柱体φ6mm、φ65mm,材料为45钢,要求测定退火后的硬度。

经退火处理,φ6mm与φ65mm两种规格圆柱体用C标尺测定,它们的硬度值分别为HRC12 和HRC18,均超出标尺的测量范围,因此改用B标尺进行测定,其结果如下:

1) φ6mm 实测90HRB 修正后94HRB

2) φ65mm 实测94HRB 曲率半径大,不必修正。

七、应用范围及优缺点

洛氏硬度试验优点是通过变换试验标尺可测量硬度较高的材料。压痕较小,可用于半成品或成品检验。试验操作简便迅速,工作效率高,适合于批量检验。其缺点是压痕较小,代表性差。由于材料中有偏析及组织不均匀等缺陷,致使所测硬度值重复性差、分散度大。此外,用不同的标尺测得的硬度值彼此无内在联系,也不能直接进行比较。

洛氏硬度HRC

洛氏硬度的分级表示方法: 硬度是材料抵抗外物刺入的一种能力。试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验器来试验极为准确,是现代试验硬度常用的方法。最常用的试验法有洛氏硬度试验。洛氏硬度试验机利用钻石冲入金属的深度来测定金属的硬度,冲入深度愈大,硬度愈小。 洛氏硬度(Rockwellhardness),这是由洛克威尔(S.P.Rockwell)在1921年提出来的,是使用洛氏硬度计所测定的金属材料的硬度值。该值没有单位,只用代号“HR”表示,其测量方法是,在规定的外加载荷下,将钢球或金刚石压头垂直压入待试材料的表面,产生凹痕,根据载荷解除后的凹痕深度,利用洛氏硬度计算公式HR=(K-H)/C便可以计算出洛氏硬度。洛氏硬度值显示在硬度计的表盘上,可以直接读取。 上述公式中,K为常数,金刚石压头时K=0.2MM,淬火钢球压头时K=0.26MM;H为主载菏解除后试件的压痕深度;C也为常数,一般情况下C=0.002MM。 由此可以看出,压痕越浅,HR值越大,材料硬度越高。 一般用代号HRA、HRB、HRC来表示材料的硬度, 其中HRA表示试验载荷588.4N(60KG-F)使用顶角为120度的金刚石圆锥压头试压; HRB表示试验载荷980.7N(100KG-F)使用直径1.59MM的淬火钢球试压; HRC表示试验载荷1471.1N(150KG-F)使用顶角为120度的金刚石圆锥头试压。 对于硬度较高的制刀材料,制刀界通用HRC来表示刀锋硬度,比如HRC60,即代表在试验载荷为1471.1N、使用顶角为120度的金刚石圆锥压头时,被试材料的压痕深度为0.08MM。 简而言之,硬度越高,抗磨损能力越高,但脆性也约大。硬度最高不超过60HRC。通常一把好刀的刀刃硬度应在洛氏硬度50HRC以上,60HRC以下。

洛氏硬度实验报告

洛氏硬度实验报告 一、实验目的 1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。 二、实验原理 (一) 洛氏硬度试验的基本原理 洛氏硬度属于压入硬度法,但它不是测定压痕面积,而是根据压痕深度来确定硬度值指标。其试验原理如图3-3所示。 洛氏硬度的试验原理:用金刚石圆锥体压头或一定直径的钢球压头,在初试验力F0和主试验力F1先后作用下,压入试样表面,保持一定时间,卸除主试验力,保留初试验力,此时的压入深度为h1,在初试验力作用下的压入深度为h0,它们之差e(h1—h0)来表示压痕深度的永久增量。每压入为一个洛氏硬度单位。(图1)洛氏硬度的计算公式:HRA、C=100—(e/ HRB=130—(e/ 、

洛氏硬度试验所用压头有两种:一种是顶角为120°的金刚石圆锥,另一种是直径为1/16"()的淬火钢球。根据金属材料软硬程度不一,可选用不同的压头和载荷配合使用,最常用的是HRA、HRB和HRC。这三种洛氏硬度的压头、负荷及使用范围列于表3-2。 标尺所用符号/压头 总负 荷kgf 表盘上刻 度颜色 测量 范围 相当维氏 硬度值 应用范围 HRA 金刚石圆锥60 黑色70-85 390-900 碳化物、硬质合金、淬火 工具钢、浅层表面硬化层 HRB 1/16"钢球100 红色25-100 60-240 软钢(退火态、低碳钢正 火态)、铝合金 HRC 金刚石圆锥 150 黑色20-67 249-900 淬火钢、调质钢、深层表 面硬化层(2)初负荷均为10公斤 洛氏硬度测定时,需要先后两次施加载荷(初载荷及主载荷),预加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好,以保证测量结果准确。图3-3中0-0位置为未加载荷时的压头位置,1-1位置为加上10 Kgf 预加载荷后的位置,此时压入深度为h1,2-2位置为加上主载荷后的位置,此时压入深度为h2,h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形,卸除主载荷后,由于弹性变形恢复而稍提高到3-3位置,此时压

布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的换算

布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的换算

硬度知识 一、硬度简介: 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)。 ################################################### ########################################## 注: 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。

洛氏硬度实验

实验三布氏、洛氏硬度实验 硬度实验是测量金属材料表面局部受到压入载荷作用时,产生局部塑性变形抗力指标。硬度试验简便易行,基本无损零件,因此,作为金属材料性能检测的主要手段,在生产和科研中得到十分广泛应用。 一、硬度试验法 1、实验目的 了解布氏、洛氏硬度试验原理和应用范围 掌握布氏、洛氏硬度试验计的基本构造和操作方法 2、实验原理 ⑴布氏硬度数值通过布氏硬度试验测定。布氏硬度试验是指用一定直径的球体(钢球或硬质合金球)以相应的试验力压入被测材料或零件表面,经规定保持时间后卸除试验力,通过测量表面压痕直径来计算硬度的一种压痕硬度试验方法。 布氏硬度值是试验力除以压痕球形表面积所得的商。使用淬火钢球压头时用符号HBS,使用硬质合金球压头时用符号HBW,计算公式如下: HBS(HBW)=0.102 式中:F—试验力(N); D—球体直径(mm); d—压痕平均直径(mm)。

由上式可以看出,当F、D一定时,布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。所以在测定布氏硬度时,只要先测得压痕直径d,即可根据d值查有关表格得出HB值,并不需要进行上述计算。 国家标准GB231-1984规定,在进行布氏硬度试验时,首先应选择压头材料,布氏硬度值在450以下(如灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质处理的钢材等)时,应选用钢球作压头;当材料的布氏硬度值在450~650时,则应选用硬质合金球作压头。其次是根据被测材料种类和试样厚度,按照表1—1所示的布氏硬度试验规范正确地选择压头直径D、试验力F和保持时间t。 布氏硬度习惯上只写出硬度值而不必注明单位,其标注方法是,符号HBS或HBW之前为硬度值,符号后面按以下顺序用数值表示试验条件:球体直径、试验力,试验力保持时间(10~15s不标注)例如: 120HBS10/1000/30,表示直径10mm钢球在9.80KN(1000kgf)的试验力作用下,保持30s测得的布氏硬度值为120。 500HBW5/750,表示用直径5mm的硬质合金球在7.35KN(750kgf)试验力作用下,保持10~15s测得的布氏硬度值为500。 布氏硬度值的测量误差小,数据稳定,重复性强,常用于测量退火、正火、调质处理后的零件以及灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等毛坯或半成品零件的硬度。但因测量费时,压痕较大,不适宜测量成品零件或薄件。

布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)和维氏硬度(HV)的对照区别和换算

洛氏硬度(HRC)、布氏硬度(HB)等硬度对照区别和换 算 ?来源:广州市广精精密仪器有限公司 ?时间:2009-5-8 15:31:49 ?字体:大中小 ?阅读:402 硬度计- 洛氏硬度(HRC)、布氏硬度(HB)等硬度对照区别和换算 硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。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,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、维氏硬度(HV),橡胶塑料邵氏硬度(HA,HD)等硬度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。 1、钢材的硬度:金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同, 镍带不同硬度值: M 80-100 1/4Y 90-120 Y2 140-170 Y 190-210 ●常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。 ●HB应用范围较广,HRC适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。两

者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。 ●HV-适用于显微镜分析。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)。 ●HL手提式硬度计,测量方便,利用冲击球头冲击硬度表面后,产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ VA(冲击速度)。 便携式里氏硬度计用里氏(HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。 公司生产的TH系列里氏硬度计就有此功能,是传统台式硬度机的有益补充!”(详细情况请点击《里氏硬度计TH140/TH160/HLN-11A/HS141便携式系列》)

布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的测量及应用范围

布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的测量及应用范围 硬度测量的优点:①简便、快捷;②不破坏试样(非破坏性试验);③硬度能综合反映材料的强度等其他力学性能;④硬度与耐磨性具有直接关系,硬度越高,耐磨性越好。所以硬度测量应用极为广泛,常把硬度标注于图纸上,作为零件检验、验收的主要依据。 测量方法:可采用压入法、加弹法、划痕法等测量方法。生产中常用压入法(有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法等)。 (1)布氏硬度:HB(Brinell-hardness )(HBS、HBW ) 布氏硬度测量原理:采用直径为D的球形压头,以相应的试验力F压入材料的表面,经规定保持时间后卸除试验力,用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。 HBS(HBW)= F/S = 2F/πD[D - (D2-d2)1/2] HBS——表示用淬火钢球压头测量的布氏硬度值。适用范围:小于450; HBW——表示用硬质合金压头测量的布氏硬度值。适用范围:450~650 布氏硬度表示方法:符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如:120HBS10/1000/30 表示直径为10mm的钢球在1000kgf(9.807kN)载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120 布氏硬度特点: 优点:测量数值稳定,准确,能较真实地反映材料的平均硬度; 缺点:压痕较大,操作慢,不适用批量生产的成品件和薄形件。 布氏硬度测量范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁;非铁金属(有色金属)、硬度较低的钢(如退火、正火、调质处理的钢) (2)洛氏硬度:HR(Rockwell hardness) 洛氏硬度测量原理:用金刚石圆锥或淬火钢球压头,在试验压力F 的作用下,将压头压入材料表面,保持规定时间后,去除主试验力,保持初始试验力,用残余压痕深度增量计算硬度值,实际测量时,可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。 HR = K - h/0.002 K—常数,金刚石压头取值100,球形压头取值130 洛氏硬度测量条件:洛氏硬度可以测量从软到硬较大范围的硬度值,根据被测对象硬度值大小不同,可用不同的压头和试验力,如下表。 常用洛氏硬度的试验条件和应用范围

洛氏硬度实验报告

?洛氏硬度实验报告 一、实验目得 1、了解硬度测定得基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度实验机得主要结构及操作方法。 二、实验原理 (一)洛氏硬度试验得基本原理 洛氏硬度属于压入硬度法,但它不就是测定压痕面积,而就是根据压痕深度来确定硬度值指标。其试验原理如图3-3所示。 洛氏硬度得试验原理:用金刚石圆锥体压头或一定直径得钢球压头,在初试验力F0与主试验力F1先后作用下,压入试样表面,保持一定时间,卸除主试验力,保留初试验力,此时得压入深度为h1,在初试验力作用下得压入深度为h0,它们之差e(h1—h0)来表示压痕深度得永久增量。每压入0、002mm为一个洛氏硬度单位、(图1)1。3洛氏硬度得计算公式:HRA、C=100-(e/0。002) HRB=130—(e/0、002) 、

洛氏硬度试验所用压头有两种:一种就是顶角为120°得金刚石圆锥,另一种就是直径为1/16"(1.588mm)得淬火钢球、根据金属材料软硬程度不一,可选用不同得压头与载荷配合使用,最常用得就是HRA、HRB与HRC、这三种洛氏硬度得压头、负荷及使用范围列于表3-2。 标尺所用符号/压头总负 荷kg f 表盘上刻 度颜色 测量 范围 相当维氏 硬度值 应用范围 HRA 金刚石圆锥60黑色70-85 390-900 碳化物、硬质合金、淬火 工具钢、浅层表面硬化层 HRB 1/16"钢球100 红色 25—10 0 60-24 0 软钢(退火态、低碳钢正 火态)、铝合金 HRC 金刚石圆锥150黑色20—67 249-90 0 淬火钢、调质钢、深层表 面硬化层 。 01mm (2)初负荷均为10公斤 洛氏硬度测定时,需要先后两次施加载荷(初载荷及主载荷),预加载荷得目得就是使压头与试样表面接触良好,以保证测量结果准确。图3-3中0-0位置为未加载荷时得压头位置,1—1位置为加上10 Kgf预加载荷后得位置,此时压入深度为h1,2-2位置为加上主载荷后得位置,此时压入深度为h2,h2包括由加载所引起得弹性变形与塑性变

实验一---材料的硬度测试

实验一---材料的硬度测试

实验一材料的硬度测试 一、实验目的 掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。 掌握显微镜硬度的测试方法及原理。 给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方 法。 二、实验原理 金属材料的硬度可以认为是金属材料表面 局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破 裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力,是表征材料性能的一个综合参量。硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。 硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程 度的相对数量概念。 硬度的实验方法有十多种,基本可分为压入法和刻划法两大类。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等,它们只是一些不同的实验方法而已,没

有什么必然的内在关系。 压入法硬度实验有以下几方面的优点,导致它在生产和科研中的广泛应用: 1、硬度实验设备简单,操作迅速方便; 2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件,无须加工专门的试样,而且实验时一般不会破坏成品零件; 3、作为一种综合的性能参量,硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系,从一定程度上,可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。如:金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系:б =K*HB b —材料的抗拉强度;K—系数,取式中:б b 值见表一;HB—布氏硬度。 4、材料的硬度还与工艺性能之间有联系,可以作为评定材料工艺性能的参考; 5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化,可用来检验原材料和控制冷热加工质量。

硬度对照表(布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)

下面是几种常见的对照关系表:1<<国家标准硬度HLD/HRC/HRB/HV/HB/HSD转换换算表副本>> 2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: 抗拉强度Rm N/mm2维氏硬度 HV 布氏硬度 HB 洛氏硬度 HRC 250 80 76.0 - 270 85 80.7 - 285 90 85.2 - 305 95 90.2 - 320 100 95.0 - 335 105 99.8 - 350 110 105 - 370 115 109 - 380 120 114 - 400 125 119 - 415 130 124 - 430 135 128 - 450 140 133 - 465 145 138 - 480 150 143 -

490 155 147 - 510 160 152 - 530 165 156 - 545 170 162 - 560 175 166 - 575 180 171 - 595 185 176 - 610 190 181 - 625 195 185 - 640 200 190 - 660 205 195 - 675 210 199 - 690 215 204 - 705 220 209 - 720 225 214 - 740 230 219 - 755 235 223 - 770 240 228 20.3 785 245 233 21.3 800 250 238 22.2 820 255 242 23.1 835 260 247 24.0

850 265 252 24.8 865 270 257 25.6 880 275 261 26.4 900 280 266 27.1 915 285 271 27.8 930 290 276 28.5 950 295 280 29.2 965 300 285 29.8 995 310 295 31.0 1030 320 304 32.2 1060 330 314 33.3 1095 340 323 34.4 1125 350 333 35.5 1115 360 342 36.6 1190 370 352 37.7 1220 380 361 38.8 1255 390 371 39.8 1290 400 380 40.8 1320 410 390 41.8 1350 420 399 42.7 1385 430 409 43.6 1420 440 418 44.5

洛氏硬度实验报告

洛氏硬度实验报告 篇一:硬度测量实验报告 硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法; 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法; 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1. 硬度是表示材料性能的指标之一,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计,应用于黑色、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2. 洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。下图

表示了洛氏硬度的测量原理。 图:未加载荷,压头未接触试件时的位置。 2-1:压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大,说明试件越软,h值越小,说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位,用符号HR表示,则洛氏硬度值为: HR?k-h 0.002 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直

DIN 51917-2002 碳素材料检验.洛氏硬度检验.布式硬度试验方法.固体材料

ICS 71.060.10 Prüfung von Kohlenstoffmaterialien – H?rteprüfung nach Rockwell – Verfahren mit Kugel; Feststoffe In keeping with current practice in standards published by the International Organization for Standardization (ISO), a comma has been used throughout as the decimal marker. Ref.No.DIN 51917:2002-12 English price group 07 Sales No.0107 DEUTSCHE NORM December 2002 51917 { ?No part of this translation may be reproduced without the prior permission of DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin. Beuth Verlag GmbH , 10772Berlin, Germany, has the exclusive right of sale for German Standards (DIN-Normen).Translation by DIN-Sprachendienst. In case of doubt, the German-language original should be consulted as the authoritative text. Rockwell hardness testing of carbonaceous materials by the steel ball indentation method Continued on pages 2 to 5. Foreword The December 1997 edition of this standard has been revised by Technical Committee Prüfverfahren für Kohlenstoff und Graphit of the Normenausschuss Materialprüfung (Materials Testing Standards Committee)taking into account DIN EN ISO 6508-1 (which has superseded DIN EN 10109-1) on which it was based.Amendments This standard differs from the December 1997 edition in that the steel ball has been replaced by a hard-metal ball, details relating to the test pieces have been changed, the text has been editorially revised and refer-ences have been updated.Previous editions DIN 51917:1987-10, 1997-12. 1Scope This standard specifies a method of determining the Rockwell hardness of carbon/graphite materials, which can also be used to determine the hardness of metal/graphite materials such as those of carbon brushes for use in electrical machinery. NOTE:In this standard, the ball indentation method specified in DIN EN ISO 6508-1 has been modified to be suitable for carbonaceous materials. 2Normative references This standard incorporates, by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative references are cited at the appropriate place in the text and the titles of the publications are listed below. For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this standard only when incorporated into it by amendment or revision. For undated references, the latest edition of the publication referred to applies.DIN 1333Presentation of numerical data DIN 51200 Design and application of test piece holding devices in hardness testing machines Supersedes December1997 edition. Copyright Deutsches Institut Fur Normung E.V. Provided by IHS under license with DIN --`,,,`-`-`,,`,,`,`,,`---

布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍

布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍 硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬的判据,是一个综合的物理量。 材料的硬度越高,耐磨性越好,故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金属材料表面层,然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。根据压头和压力不同,常用的硬度指标有布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。 一、布氏硬度 1、试验原理 用直径为D的淬火钢球或硬质合金球,以相应的试验力F压入试样表面,保持规定的时间后卸除试验力,在试样表面留下球形压痕,如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时,布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头,布氏硬度用符号“HBW”表示。 HBS(HBW):用钢球(硬质合金球)试验的布氏硬度值; F:试验力(N);d:压痕平均直径(mm);D:钢球(硬质合金球)直径(mm). 布氏硬度的单位为N/mm2,但习惯上只写明硬度值而不标出单位。 2、选择试验规范 在进行布氏硬度试验时,钢球直径D、施加的试验力F和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度,按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。 布氏硬度试验规范

由布氏硬度值的计算公式可以看出,当所加试验力F与钢球(或硬质合金球)直径D已选定时,硬度埴HBS(HBW)只与压痕直径d 有关。d 越大,则HBS(HBW)值越小,表明材料越软;反之,d 越小,HBS(HBW)值越大,表明材料越硬。 除了采用钢球(或硬质合金球)直径D为10mm,试验力F为3000kgf(29421N),保持时间10-15s的试验条件外,在其它试验条件下测得的硬度值,应在符号HBS的后面用相应的数字注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。 如120HBS10/1000/30,即表示用10mm的钢球作压头,在1000kgf(9807N)的试验力作用下,保持时间为30s后所测得的硬度值为120。如500HBW5/750,即表示用5mm的硬质钢球作压头,在750kgf(735N)的试验力作用下,保持时间为01-15s后所测得的硬度值为500。 淬火钢球用于测定硬度HBS<450的金属材料,如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。为了避免压头变形,可用硬质合金球压头,它适用于测试HBW<650的金属材料。(我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。 3、试验的优缺点 布氏硬度试验的优点是:试验时使用的压头直径较大,在试样表面上留下压痕也较大,测得的硬度值也较准确。 布氏硬度试验的缺点是:对金属表面的损伤较大,不易测试太薄工件的硬度,也不适于测定成品件的硬度。 布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料(如铸铁)硬度

洛氏及表面洛氏硬度试验

洛氏及表面洛氏硬度试验 试验标准GB/T230-2004《金属洛氏硬度试验》 一、洛氏硬度试验原理 顶角为120°的金刚石圆锥体或一定直径(1.587mm 、3.175mm )的淬火钢球或硬质合金球(新标准增加的压头)做压头,先在初试验力Fo 的作用下, 将压头压入试件表面一定深度o h 以此作为测量压痕深度的基准,然后再加上主试验力1F ,在总试验力F(初试验力Fo + 主试验力1F )作用下, 压痕深度的增量为 1h ,经规定时间后,卸除主试验力1F ,压头回升一定高度。于是在试样上得到由 主试验力所产生的压痕深度的残余增量h 。洛氏硬度用下式表示: 洛氏硬度=N -h /s (原标准为HR=K-e ) h ---为残余压痕深度 N --给定标尺的硬度数 s ---给定标尺的单位 金钢石圆锥压头一般用于测定硬度较高的金属材料,压头压入深度通常不超0.2mm 试验方法将0.2mm 作为标尺,划分为100等分,则无论对哪类指示装置(表盘式、刻度式或数显式),每个洛氏硬度单位均为0.2mm/100=0.002mm,为了做到硬度愈高所指示的数值越大,对残余压入深度为0.2mm 时,规定洛氏硬度值为零;而对残余压入深度为零时为100.用满刻度与残余压痕深度之差则可示出洛氏硬度值的高低,即此差值越大,洛氏硬度愈高,反之亦然。为了使残压痕深度用硬度数表示,引入了h /s 的概念,即h /s =残余压痕深度(mm)/洛氏硬度单位(0.002mm)。这样对于用金刚石圆锥压头的试验, HR=100-h /s .例如:HRC 的K 值定为100,当压入深度s 为0.08时,则硬度值 HRC=100-0.08/0.002=60当用球压头进行洛氏硬度试验时,一般用于较软金属材

硬度测量实验报告

硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法; 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法; 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1.硬度是表示材料性能的指标之一,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计,应用于黑色、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2.洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。 图:未加载荷,压头未接触试件时的位置。 2-1:压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。

2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h ,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h 值越大,说明试件越软,h 值越小,说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K 减去压痕深度h 的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm 为一个洛氏硬度单位,用符号HR 表示,则洛氏硬度值为: 002.0-H h k R 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D (mm )的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm),然后按公式求出布氏硬度HB 值,或者根据 d 从已备好的布氏硬度表中查出HB 值。 测量范围为8~650HBW 由于金属材料有硬有软,被测工件有厚有薄,有大有小,如果只采用一种标准的试验力F 和压头直径D ,就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。因此,在生产中进行布氏硬度试验时,要求能使用不同大小的试验力和压头直径,对于同一种材料采用不同的F 和D 进行试验时,能否得到同一的布氏硬度值,关键在于压痕几何形状的相似,即可建立F 和D 的某种选配关系,以保证布氏硬度的不变性。 特点:一般来说,布氏硬度值越小,材料越软,其压痕直径越大;反之,布氏硬度值越 大,材料越硬,其压痕直径越小。布氏硬度测量的优点是具有较高的测量精度,压痕面积大,能在较大范围内反映材料的平均硬度,测得的硬度值也较准确,数据重复性强。 四、实验内容 1. 测量滚动轴承表面洛氏硬度值 使用洛氏硬度计对轴承外圈进行硬度测定,记录相关测量数据:

实验一材料的硬度测试

实验一材料的硬度测试一、实验目的 掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。 掌握显微镜硬度的测试方法及原理。 给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方法。 二、实验原理 金属材料的硬度可以认为是金属材料表面局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力,是表征材料性能的一个综合参量。硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。 硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程度的相对数量概念。 硬度的实验方法有十多种,基本可分为压入法和刻划法两大类。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等,它们只是一些不同的实验方法而已,没有什么必然的内在关系。 压入法硬度实验有以下几方面的优点,导致它在生产和科研中的广泛应用: 1、硬度实验设备简单,操作迅速方便; 2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件,无须加工专门的试样,而且实验 时一般不会破坏成品零件; 3、作为一种综合的性能参量,硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系,从 一定程度上,可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。如:金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系:бb=K*HB 式中:бb—材料的抗拉强度;K—系数,取值见表一;HB—布氏硬度。

4、材料的硬度还与工艺性能之间有联系,可以作为评定材料工艺性能的参考; 5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化,可用来检验原材料和控制冷热加工质量。 (一)布氏硬度: 布氏硬度实验是对试样施加一定大小的载荷P,将直径为D的钢球压入试样表面保持一定时间,然后卸除载荷,根据钢球在试样表面上所压出的凹痕面积F∞求出平均应力值,以此作为硬度值的计量指标,用符号HB表示。 计算公式如下:HB=P/F∞ 式中:HB—布氏硬度;P—施加外力,N;F∞—压痕面积,mm2。 根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径D之比的几何关系,可以求出: F∞=πDh 式中:D—压头直径,mm;h—压痕深度,mm。 由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易,而在数学表达式中可将h的改换成d来表示,这样,在实际测量时,可由压痕直径d直接查表得到HB值。 当压头为淬火钢球时,硬度符号为HBS,适用于布氏硬度值低于450的金属材料;当压头为硬质合金球时,硬度符号为HBW,适用于布氏硬度值为450~650的金属材料。 由于金属材料有软有硬,所测工件有厚有薄,若只采用一种载荷和同一个压头直径,则可能对有些试样合适,而对另一些试样不合适,会发生整个压头陷入试样中或将试样压透的现象。所以,在测定不同材料时应用不同的载荷P和不同的直径D的钢球。但为了得到统一的、可以进行相互比较的数据,必须使D 和P之间维持一定的比值关系,以保证所得到的压痕形状的几何相似关系。经数学推导可知,只要满足P/D2=常数,所得到的HB值就是一样的,不同材料、不同载荷P和压头直径D所得到的HB可以进行相互比较。国标GB231-88对此进行了规定,具体实验数据和适用范围参见表一布氏硬度试验规范。 试样厚度不应小于压痕深度的10倍。压痕中心距试样边缘的距离不应小于压痕直径的倍,而距相邻压痕中心距离不小于压痕直径的4倍。 用读数显微镜测量压痕直径时,应从相互垂直的两个方向测量,精确到小数点后两位的毫米值,并取其算术平均值。压痕直径之差应不大于较小直径的2%。

洛氏硬度实验报告

洛氏硬度实验报告 一、洛氏硬度试验的基本原理 洛氏硬度试验常用的压头有两种:一种是顶角为120的金刚石圆锥,另一种是直径为1”/16(1.588mm)的淬火钢球。据金属材料软硬程度不同,可选用不同的压头和负荷配合使用,最常用的是HRA、HRB、和HRC。这三种压头、负荷及应用范围可参考表5-2。 表5-2 三种压头、负荷及应用范围表 图5-3 洛氏硬度实验原理图 洛氏硬度测定时,需先后两次施加负荷(初负荷和主负荷),施加初负荷的目的是使压头与试样表面接触良好,以保证测量结果准确,图5-3中0-0为末加上主负荷的位置,1-1为加上10kgf初负荷后的位置,此时压入深度为h1,2-2位置为加上主负荷后的位置,此时使压入深度为h2,h2包括由加荷所引起的弹性变形和塑性变形。卸荷后,由于弹性变形恢复,压头提高到3-3位置,此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主负荷所引起的残余压入深度(h=h3-h1)来表示的,但这样直接以压入深度的大小表示硬度,将会出现硬的金属硬度小,而软的金属硬度值大的现象,这与布氏强度所表示的硬度大小的概念相矛盾。为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致,故需用一常数(K)减去(h3-h1)的差值表示洛氏硬度值。为简便起见又规定每0.002mm的压入深度作为一个硬度单位(即表盘上一小格)。 洛氏硬度值的计算公式如下:

式中的常数K,当采用金刚石圆锥时,K=0.2(用于HRA、HRC),采用钢球时,K=0.26(用于HRB)。 为此,上式可写为: (2) 洛氏硬度试验机的技术要求 1)被测金属表面必须平整光洁。 2)试样厚度应不低于压入深度的10倍。 3)两相邻压痕及压痕距试样边缘的距离均不应小于3mm。 4)加初负荷时,应谨防试样与金刚石压头突然碰撞,以免将金刚石压头碰坏。 (3) 洛氏硬度试验机的结构及操作 HB-150型洛氏硬度试验机的结构如图5-4所示。

布氏硬度和洛氏硬度对照表

布氏硬度和洛氏硬度对照表

硬度知识 一、硬度简介: 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)。 ################################################### ########################################## 注: 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。

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