硬度测试最常用的三种方法
常用的三种硬度方式有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度,具体如下:
(1)洛氏硬度计
1914年,由美国的H.M.Rockwell S.P.Rockwell共同设计了第一台洛氏硬度计. 洛氏硬度试验是一种压痕硬度试验, 试验快速.
用锥顶角为120°的金刚石压头或球压头,在先后施加的初始试验力和总试验力的作用下压入试样表面. 在总试验力作用下保持规定时间后, 卸除主试验力,保留初试验力,测量其压痕深度差表示洛
洛氏硬度试验操作简便、迅速、压痕小, 用于测定钢铁、有色金属、硬质合金等的硬度。
(2)布氏硬度计
布氏硬度是在1900年由瑞典工程师提出. 由于在试样表面上压出的压痕较大,尤其使用于测量组织不均匀好晶粒粗大的材料. 布氏硬度值与抗拉轻度之间存在一定的换算关系.
用直径D的淬火钢球或硬质合金球作压头,以相应的试验力F压入试件表面,经规定的保持时间后,卸除试验力,得到一直径为d的压痕。用试验力除以压痕表面积,所得值即为布氏硬度值。用HBS或HBW表示。
2003年以后,我国已经等效采用国际标准,取消了钢球压头,全部采用硬质合金球头。因此HBS停止使用,全部用HBW表示布氏硬度符号。很多时候布氏硬度仅用HB表示,指的就是HBW。不过在文献论文中HBS仍时有所见。
布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种退火及调质的钢材,不宜测定太硬、太小、太薄和表面不允许有较大压痕的试样或工件。
(3)维氏硬度计
维氏硬度试验方法是英国史密斯(R.L.Smith)和塞德兰德(C.E.Sandland)于1925年提出。英国的维克斯阿姆斯特朗(Vickers-Armstrong)公司首先制造.
维氏硬度测量原理与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136°金刚石正四棱锥压头,试验时,在一定载荷的作用下,试样表面上压出一个四方锥形的压痕,测量压痕对角线长度,借以计算压痕的表面积,载荷除以表面积的数值就是试样的硬度值,用符号HV表示。
维氏硬度测量范围大,压痕小,一般用来测量较薄的黑色金属、有色金属、硬质合金,陶瓷,以及渗碳、渗氮等表面硬化层。
实际常使用的硬度试验方法有:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系,机械、机械工艺或金属材料的手册上面一般都有换算关系表。
一般硬度测量方法对应的处理范围:
1. HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。
2. HK:(Knoop 努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
3. HRC:(Rockwell C洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。
4. HRB:(Rockwell B洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
6. HB5:(Brinell 布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。
7. HB30:(Brinell 布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
8. HV:(Vickers维氏)适用于量测各类材料。
9. R:(Tensile module拉伸模数 N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。
布氏硬度检测、洛氏硬度检测和维氏硬度检测的区别及应用介绍
硬度是衡量金属软硬的指标,直接影响金属材料的耐磨性,具有足够高的硬度才能保证产品的使用性能和寿命。布氏硬度检测、洛氏硬度检测和维氏硬度检测是常用的金属材料硬度测试方法,它们具有各自独特的特点和优势,具体有以下几个相同和不同的地方:
相同之处:
1. 三种方法都是用压头施加一定的荷载在金属表面上进行硬度测试;
2. 三种方法都可以测量材料表面硬度,并从硬度值来评价材料的强度、韧性等材料性能;
3. 三种方法都可以用于测试各种金属材料的硬度。
不同之处:
1. 三种方法所使用的压头形状、大小和压入深度不同。布氏硬度计采用硬质合金压头,洛氏硬度计采用金刚石圆锥压头,维氏硬度计采用金刚石棱锥压头;
2. 三种硬度测试方法使用的荷载和测试方法不同。布氏硬度测试值较稳定,准确度较高,但压痕较大,不适于成品检验。洛氏硬度测试简单、迅速,压痕较小,不损伤零件,但重复性较差,需在不同部位测量数次。维氏硬度测试具有高精度、表面特征小等优点,但对样品表面质量要求较高。
3. 三种方法适用于不同的测试要求和材料类型。在选择测试方法时,使用布氏硬度测试更为普遍。对于较薄的部件,使用洛氏硬度测试更为有效。大多数测试都可在维氏硬度范围内进行,而且这种测试适用于大多数金属材料。
总之,这三种方法可以被广泛地应用于金属材料硬度测试,如何选择正确的方法,取决于待测测材料的类型和尺寸,以及对测试精度的要求等。