各种硬度计的结构和测量方法
硬度测试实验报告
硬度测试实验报告篇一: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。
它是用压头在载荷作用下,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。
并规定为一个洛氏硬度单位,用符号HR表示,则洛氏硬度值为:HR?k-h3.布氏硬度布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F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,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。
洛氏硬度计测量方法
洛氏硬度计测量方法工业、科技日新月异,各种材料新材料不断出现,常见的金属、塑料等材料的性能也在不断进化。
而硬度的测量也就变得越来越重要,硬度是衡量材料硬度的一个重要指标,也是确定材料强度的基础。
目前常用的硬度测量技术主要是洛氏硬度计测量方法,它被广泛地应用于各行各业,也成了硬度测量的标准。
洛氏硬度计是一种实验室常用的硬度测量仪器,它是由英国机械工程师洛伦斯洛氏(Lorence Lorence)于1860年发明的。
它主要用于测量金属材料的硬度,也可以测量各种非金属材料的硬度,是硬度测量中最常用的仪器。
洛氏硬度计由试验器,把手和模块组成,试验器由一组钢板制成,组成的钢板安装在一个钢外壳里,把手是试验器的基础,用来支持和容纳试验块,模块是测量参照物,用来标定硬度数值。
洛氏硬度计测量方法是将试验块放置在试验钢板上,并用把手按压,使压力变为一定值,压力变为一定值时,根据铸铁板上的印刻值,来计算出试验块上的硬度的值。
洛氏硬度计的原理可以用点函数来表示,即用把手按压,压力越大,硬度值也就越大,而压力越小,硬度值也就越小,所以洛氏硬度计的读数就会改变,以此来测定某种材料的硬度。
洛氏硬度计测量方法不仅具有准确度高、重复性好等优点,而且测量速度也很快,不仅可以用于单个材料的测量,而且也可以用于不同材料的测比较,使用时只要操作者掌握测量技巧,就可以测量出各种物质的硬度。
由于洛氏硬度计的测量参照物是精准的,因此把它用作参考物,可以提高测量硬度的准确度。
洛氏硬度计测量方法也在不断发展,从单级硬度计到多级硬度计,再到电子仪器,以适应新材料出现而带来的挑战。
随着工业科技的不断发展,洛氏硬度计也会不断进化,不断改进硬度测量技术,满足当今工业技术发展的要求。
综上,洛氏硬度计测量方法是目前常用的硬度测量技术,它被广泛地应用于各行各业,而且具有准确度高、重复性好、测量速度快等优点,使用时只要操作者掌握测量技巧,就可以快速、准确地测量出各种物质的硬度,为衡量材料硬度提供重要依据,积极促进工业科技的发展。
金属维氏硬度
金属维氏硬度1. 硬度的概念和意义硬度是描述物质抵抗外力压入或划伤的能力的物理性质。
对于金属材料而言,硬度是其重要的力学性能之一,对于材料选择、加工和使用具有重要意义。
2. 维氏硬度的定义维氏硬度是一种常用的测量金属硬度的方法。
它以维氏硬度计为工具,在一定试验条件下,通过在被测材料表面施加规定荷载,然后测量钻头在材料表面产生的印痕直径或深度,从而确定材料的硬度值。
3. 维氏硬度计原理及结构维氏硬度计由一个带有标尺的压力盘、一个压头和一个可调节荷载机构组成。
在测试时,先将压头按下到预定高度,并通过调节荷载机构施加一定荷载。
然后将压力盘与压头接触到被测材料表面上,并使其保持一定时间。
最后,测量钻头在材料表面产生的印痕直径或深度。
4. 维氏硬度计使用方法使用维氏硬度计进行硬度测试需要以下步骤:•准备工作:校准维氏硬度计,确保其准确性。
•清洁材料表面:将被测材料的表面清洁干净,以确保测试结果的准确性。
•施加荷载:通过调节荷载机构,施加一定的荷载到压头上。
•进行测试:将压力盘与压头接触到被测材料表面上,并保持一定时间。
•测量印痕:使用显微镜等工具测量钻头在材料表面产生的印痕直径或深度。
•计算硬度值:根据维氏硬度计的标定曲线或公式,将测得的印痕直径或深度转换为对应的维氏硬度值。
5. 维氏硬度与材料性能之间的关系维氏硬度通常被认为是描述金属材料抗划伤能力的指标。
较高的维氏硬度值通常意味着材料具有较好的耐磨性和抗划伤能力。
因此,在材料的选择和设计中,维氏硬度值是一个重要的考虑因素。
维氏硬度还与材料的强度、塑性等力学性能密切相关。
一般来说,硬度较高的金属材料往往具有较高的强度和较低的塑性。
这意味着在一些特定应用中,需要根据具体需求权衡硬度和其他力学性能之间的关系。
6. 维氏硬度测试的优缺点维氏硬度测试方法具有以下优点:•测试简便:维氏硬度计操作简单,测试过程快速。
•结果准确:通过测量印痕直径或深度,可以得到相对准确的维氏硬度值。
邵氏硬度计的测量原理及分类 氏硬度计工作原理
邵氏硬度计的测量原理及分类氏硬度计工作原理邵氏硬度计(橡胶硬度计)广泛应用于橡胶、塑料的硬度测定。
具有结构简单、使用便利、型小体轻、读数直观等特点,既可以随身携带手持测量,也可以装置在配套生产的同型号定荷架上定荷测定。
测量原理:具有确定形状的钢制压针,在试验力作用下垂直压入试样表面,当压足表面与试样表面完全贴合时,压针尖端面相对压足平面有确定的伸出长度L,以L值的大小来表征邵氏硬度的大小,L值越大,表示邵尔硬度越低,反之越高。
计算公式为:HA=100—L/0.025;HD=100—L/0.025;HC=100—L/0.025式中HA为邵氏A硬度。
由公式可知,邵氏A硬度与压针位移量有关,通过测量压针的位移量,即可计算出邵氏A硬度值。
本硬度计用传感器测量出压针位移量,再通过CPU计算处理,得出邵氏A硬度值。
分类:邵氏硬度计紧要分为三类:即A型、D型和C型。
它们的测量原理完全相同,所不同的是测量针的尺寸不同。
其中A型的针尖直径为7.9mm,邵A型硬度计用来测量软塑料、橡胶、合成橡胶、毡、皮革、打印胶辊的硬度;D型的针尖直径为0.2mm,即半径为R0.1,邵D型硬度计用来测量包括硬塑料和硬橡胶的硬度,例如:热塑性塑料,硬树脂,地板材料,保龄球等,特别适合于现场对橡胶和塑料成品的硬度测量;C型的测针是一个圆球,邵氏C型硬度计用来测量泡沫材料和海绵等软性材料。
里氏硬度计对测量的要求里氏硬度计是一种测试器材,其原理是随着单片技术的进展,1978年,瑞士人Leeb博士首次提出了一种全新的测硬方法,它的基本原理是具有确定质量的冲击体在确定的试验力作用下冲击试样表面,测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度,利用电磁原理,感应与速度成正比的电压。
里氏硬度计对测量的要求:1、试样表面的要求测试面应有金属光泽,不应有氧化皮及其它污物,表面粗糙度应符合如下要求:冲击装置类型试件表面粗糙度(um) D、DC型≤1.6G型≤6.3 C型≤0.42、试样重量要求试样必需有充分的质量及刚性以保证在重修过程中不产生位移或弹动,质量应符合如下要求:冲击装置类型试样质量(Kg)稳定放置固定或夹持需耦合 D、DC型52~50.05~2 G 型155~150.5~5C型1.50.5~1.50.02~0.53、试样厚度要求试样应有充分的4、试样具有表面硬化层,其硬化层深度应符合如下要求:冲击装置类型表面硬化层深度D、DC型≥0.8 C型≥0.25、对于凹、凸、圆柱面及球面试样,其表面曲率半径应符合如下要求:冲击装置类型表面曲率半径(mm)D、DC型≥30 C型≥50 对于表面为曲面的试样,应使用适当的支撑环,以保证冲击头冲击瞬间位置偏差在0.5mm之内。
硬度计的结构及原理
硬度计的结构及原理硬度计是一种用于测量物体硬度的仪器。
它可以用于各种材料的硬度测试,如金属、塑料、玻璃等。
硬度计有多种结构和原理,下面将介绍几种常见的硬度计结构及其工作原理。
1. 性能取样硬度计性能取样硬度计是一种常见的硬度计,常用于金属材料的硬度测试。
它的结构主要包括压头、支撑系统、读数装置等部件。
原理是通过在物体表面施加一定的压力,使硬度计用压头在物体表面留下一个微小的痕迹(印痕),然后通过观察印痕的尺寸,或者测量印痕深度、硬度计对印痕产生的压痕的直径进行计算,从而得到物体的硬度值。
2. 显微硬度计显微硬度计是一种用于微小尺寸的硬度测试的仪器,主要用于薄膜、涂层等微小尺寸的材料硬度测试。
它的结构主要包括显微镜、压头、移动台等部件。
原理是通过在物体表面施加一定的压力,并以显微镜观察到压头对物体产生的压痕,然后通过观察压痕的尺寸、形状等参数,计算出物体的硬度值。
3. 超声硬度计超声硬度计是一种利用超声波的传播速度来测量物体硬度的仪器。
它的结构主要包括发射源、接收器、控制器等部件。
原理是通过在物体表面施加一定的超声波脉冲,该脉冲经过物体后被接收器接收到,然后通过测量超声波在物体中传播的时间,计算出物体的硬度值。
4. 磨耗硬度计磨耗硬度计是一种用于测量材料抗磨损性能的仪器。
它的结构主要包括转盘、压头、计时器等部件。
原理是通过在物体表面施加一定的力,并使压头在物体表面旋转一定的圈数,然后通过测量磨损后的压头直径减小量,或者测量磨损后物体表面的质量减小量,计算出物体的硬度值。
5. 印痕硬度计印痕硬度计是一种用于测量物体抗压性能的仪器。
它的结构主要包括压头、支撑系统、读数装置等部件。
原理是通过在物体表面施加一定的压力,使压头在物体表面留下一个明显的压痕,然后通过观察印痕的形状、大小等参数,计算出物体的硬度值。
不同的硬度计在结构和工作原理上有所不同,但它们的共同目标都是测量物体的硬度。
通过选择合适的硬度计,可以对不同类型的材料进行硬度测试,帮助工程师和科学家评估材料的物理性能和质量,进而指导产品的设计和制造过程。
硬度计作业指导书
硬度计作业指导书引言概述:硬度计是一种用来测试材料硬度的仪器,广泛应用于工业生产和科学研究领域。
本文将为您提供一份详细的硬度计作业指导书,以帮助您正确地操作硬度计并获取准确的测试结果。
一、硬度计的基本原理与结构1.1 硬度的定义与意义:硬度是材料抵抗外部力量的能力,通常用于衡量材料的耐磨性、耐刮性和耐冲击性等特性。
硬度测试可以帮助我们了解材料的物理性质和质量。
1.2 硬度计的基本原理:硬度计通过在材料表面施加一定的载荷,然后测量产生的印痕大小或者载荷下的变形程度来确定材料硬度。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
1.3 硬度计的结构与工作原理:硬度计主要由载荷系统、测量系统和显示系统组成。
载荷系统用于施加一定的载荷,测量系统用于测量产生的印痕大小或者变形程度,显示系统则将测试结果以数字或者图形的形式呈现。
二、硬度计的操作步骤2.1 准备工作:在进行硬度测试之前,首先需要对硬度计进行校准和准备工作。
校准硬度计可以保证测试结果的准确性,准备工作包括清洁硬度计表面、选择合适的试验方法和试验块。
2.2 测试操作:按照所选择的硬度测试方法,将试验块放置在硬度计的测试台上。
调节载荷大小和测试时间,并确保试验块与硬度计接触良好。
启动测试,观察显示系统的变化。
2.3 测试结果的记录与分析:测试完成后,将测试结果记录下来,并进行分析。
根据实际需求,可以通过比对标准值或者进行统计分析来评估材料的硬度。
三、硬度计的维护与保养3.1 定期校准:为了保证硬度计的准确性,需要定期对硬度计进行校准。
校准可以通过与标准试验块进行比对来完成,校准频率一般为每半年或者每年一次。
3.2 清洁与保养:定期清洁硬度计的表面和各个部件,特别是载荷系统和测量系统。
使用干净的软布擦拭,避免使用含有酸性或碱性物质的清洁剂。
3.3 存储与保护:在不使用硬度计时,应将其存放在干燥、清洁、无尘的环境中,避免受到震动或者高温等有害因素的影响。
显微维氏硬度计的操作方法
显微维氏硬度计的操作方法概述显微维氏硬度计是用于测量材料表面硬度的仪器。
它可以测量各种材料的硬度,包括金属、陶瓷、塑料、橡胶等。
本文将介绍显微维氏硬度计的操作方法。
硬度计的结构显微维氏硬度计主要由硬度计头、显微镜、推子、支架等部分组成。
其中硬度计头可以根据不同的测量需求更换不同的针头。
显微镜可以调节焦距和对准测试点,推子可以使测试针迅速进入物体表面,支架可以保持测试针的稳定。
操作步骤步骤一:样品的准备首先准备需要测试的样品。
样品应该保证表面平整、无划痕和其它瑕疵,同时还要注意样品必须处于稳定的状态。
如果测试金属,需要将其清洗并确保表面干净。
步骤二:选择合适的针头根据样品的材质,选择合适的针头。
不同的材料需要不同的硬度测试针,如下表所示:材料测试针钢DHV10铁DHV30铜DHV70铝DHV90黄铜DHV80根据表格选择合适的针头进行测试。
步骤三:调节显微镜将显微镜调整到合适的位置,使得测试点清晰可见。
同时还需要调整显微镜的焦距,确保测试点清晰无误。
步骤四:测试针的安装安装测试针后,需要用显微镜检查一下测试针是否安装好。
同时我们需要用推子使测试针进入物体表面并确定需要进行测试的硬度深度。
步骤五:测量使用推子使测试针进入物体表面所需的深度,使测试针和支架之间的距离减小到最小即可进行测量。
使用钳子将支架锁定在测量位置,然后用显微镜观察和读取硬度值。
注意每次测量必须重复这些步骤。
步骤六:清洁测量完毕后,需要将测试针和支架清洗干净,以免影响下一次的测试结果。
注意事项使用显微维氏硬度计进行测试时需要注意以下几点:1.测试样品表面必须平整无损,如有凹坑或者划痕会影响测试结果;2.测试材料和测试针一定要匹配;3.测试针必须垂直于测试表面;4.在测试过程中必须限制测试的范围,避免对物体的其他部分造成影响;5.对于几何形状不规则的物体,需要进行较复杂的测试,测试前需要充分了解其形状和结构。
结论通过本文的介绍,我们可以了解到显微维氏硬度计的结构和操作方法,从而更好的使用硬度计进行各种材料的硬度测试。
硬度判断方法
硬度判断方法1 引言硬度是指材料抵抗划伤或压缩的能力。
材料的硬度对于结构设计和材料制造至关重要。
硬度测量是材料测试中最常用的一种方法之一。
本文将介绍一些常见的硬度测量方法和具体实现步骤。
2 硬度测试方法硬度测试可以通过多种方法进行。
下面将介绍常见的四种硬度测试方法:2.1 硬度计测试在硬度计测试方法中,硬度计可以测量某种金属材料的压痕深度。
这些硬度计通常是针对特定类型的材料开发的。
因此,测试员需要根据材料类型选择正确的硬度计进行测试。
2.2 洛氏硬度测试洛氏硬度测试是通过压缩测试物体表面以获得其硬度的测量方法。
测试时用一个小钢球压在测试材料的表面上,然后通过试件弹簧的压缩量来获得硬度值。
洛氏硬度测试适用于测量金属材料的硬度和轻金属的硬度。
2.3 维氏硬度测试在维氏硬度测试中,与洛氏硬度测试类似,试件是用一个球形钻头压缩的。
与洛氏硬度测试相比,维氏硬度测试可以更准确地测量金属材料的硬度,因为这些材料通常是精细的制造与加工的。
2.4 布氏硬度测试布氏硬度测试是指试件表面被一个小凸点压入以获得其硬度。
在测试过程中,测试员将小凸点压在测试材料上,然后根据柔软度来计算硬度值。
这种测试方法非常适用于测量热处理钢和其他材料的硬度。
3 硬度测试实现步骤硬度测试方法可以通过以下步骤实现:1. 确定要测试的材料的类型。
2. 根据材料类型选择正确的硬度测试方法。
3. 准备好测试试件。
4. 将小凸点或钢球放在试件上。
5. 使用测试仪将小凸点或钢球压在试件上数秒钟。
6. 停止测试并使用测量仪器读取测试结果。
4 结论硬度测试是对于材料生产和结构设计至关重要的方法。
本文介绍了四种常见的硬度测试方法及其实现步骤,包括硬度计测试、洛氏硬度测试、维氏硬度测试和布氏硬度测试。
在进行硬度测试时,需要根据需要进行测试的材料类型认真选择正确的测试方法,以确保测试的准确性。
布氏硬度测量方法
布氏硬度测量方法引言硬度是材料的重要机械性能之一,能够反映材料的抗压能力和抗刮擦能力。
布氏硬度是一种常用的硬度测量方法,通过对材料表面施加一定压力,测量压痕的直径来评估材料的硬度。
本文将介绍布氏硬度测量方法的原理、仪器和操作步骤。
一、原理布氏硬度测量方法基于材料在受力下产生的压痕形成原理。
测量过程中,硬度计的钢球或钻石锥头受到一定压力作用于材料表面,形成一个压痕。
通过测量压痕的直径,可以计算出布氏硬度值。
二、仪器进行布氏硬度测量需要使用硬度计。
硬度计通常由一个可移动的压头、一个固定的支撑座和一个刻度盘组成。
压头上装有一颗钢球或钻石锥头,用于施加压力。
支撑座上有一个平台,用于放置被测材料。
三、操作步骤1. 准备被测材料:将需要测量硬度的材料切割成合适的形状和尺寸,确保表面平整,无明显的凹凸或污渍。
如果材料表面有氧化物或油脂,应先进行清洁处理。
2. 调整硬度计:将硬度计放置在水平的台面上,并使用调节螺丝将压头调整到合适的位置。
根据被测材料的硬度范围,选择合适的压头,通常使用钢球压头。
3. 硬度测量:将被测材料放置在支撑座上,使其与硬度计的压头接触。
然后,用手轻轻转动刻度盘,施加适当的压力,使压头与材料表面紧密接触,并保持一定时间,使压痕形成。
4. 测量压痕:使用显微镜或硬度计自带的测量仪器,测量压痕的两个直径,取平均值作为压痕的直径。
通常,取压痕的长径和短径进行测量。
5. 计算硬度值:根据布氏硬度的计算公式,将测得的压痕直径代入,可以得到材料的布氏硬度值。
布氏硬度值是一个相对指标,通常以HB表示。
四、注意事项1. 在进行硬度测量前,应根据被测材料的硬度范围选择合适的压头和测量范围。
2. 在测量压痕直径时,应尽量避免触碰压痕,以免影响测量结果。
3. 在进行硬度测量时,应保持仪器的稳定,避免外界振动干扰。
4. 对于不同材料,应选择合适的硬度计和压力范围,以保证测量结果的准确性。
五、应用领域布氏硬度测量方法广泛应用于金属材料、非金属材料和涂层材料等领域。
布氏硬度试验原理与检测方法
对于以压入法进行的硬度试验而言,一般认为,硬度 是物质抵抗另一较硬的,具有一定形状和尺寸的物体压入 其表面的能力。
1.2硬度的试验分类及其特点
硬度试验分类:按施加试验力的方法分为静载压入法和动载试验法, 静载试验法:布氏硬度、洛氏硬度及维氏硬度试验等。 动载试验法:肖氏硬度、里氏硬度等。
3.精度高 布氏硬度试验由于压痕较大,具有较高的测量精度,这个方法简单易行
,误差因素较少,因而数据稳定、可靠,精度较高。 4. 不足之处:操作时间较长,对不同软硬材料试样要选择和更换压头及检测 力,压痕测量也较费时间
作业
1.熟悉硬度计的结构与操作。 2.了解布氏硬度的基本原理及载荷与压头的选用原则。 3.熟悉读数显微镜的使用 4.测定退火碳钢20#、45#及T8钢的布氏硬度,绘出硬 度-含碳量关系曲线。 5.分析含碳量—平衡组织-硬度之间的关系。
式中:F—试验力,kgf; s——压痕表面积,mm h——压痕深度,mm2。
式中:D—球压头直径,mm; F——试验力,N; d——压痕平均直径,mm;
3.3布氏硬度相似原理及其应用
布氏硬度计有多种钢球,多种载荷供试验选择。在 进行布氏硬度试验时,照常理分析,对应同一试样采用 不同直径钢球与变化试验力时,凹印面积会有变化,但 单位面积上的抗力应该是相同的 ,即布氏硬度值应为 常数。实际上,在硬度检测中试验力与钢球任意变换时, 直径的变化与凹印面积的变化在球冠与接近球径处是非 线性关系的,对于软硬差异大的材料,压头压入深浅不 同对应其应力状况也是复杂的。所以上述理想状况是不 存在的,即在布氏硬度试验中,不能任意选择压头和试 验力,必须遵守一定的原则,这就是相似原理。
各种硬度计的结构和测量方法
各种硬度计的结构和测量方法硬度计是用于测量材料硬度的一种仪器。
根据测量原理的不同,硬度计可以分为洛氏硬度计、巴氏硬度计、 Vickers 硬度计、布氏硬度计、鲍氏硬度计等多种类型。
1.洛氏硬度计:洛氏硬度计是最常用的硬度计之一、其结构包括一个测量头、一组弹簧、一个刻度盘和一个测量手柄。
测量时,将测量头压在待测物体上,通过测量手柄旋转刻度盘,对应的数值即为硬度值。
2.巴氏硬度计:巴氏硬度计是一种用于测量软材料硬度的工具。
其结构类似于洛氏硬度计,但是测量头的形状不同。
巴氏硬度计的测量头为半球状,用于压入软材料中,通过测量头下陷的深度来确定材料的硬度值。
3. Vickers 硬度计:Vickers 硬度计是一种用于测量金属材料硬度的仪器。
其结构包括一个金刚石或硬质合金的压头和一个测量显微镜。
测量时,将压头按定压力压入待测材料上,然后使用显微镜观察压痕的对角线长度,根据公式计算出硬度值。
4.布氏硬度计:布氏硬度计是一种用于测量金属材料硬度的常用工具。
其结构包括一个钢球状压头和一个刻度盘。
测量时,将压头按定压力压入待测材料上,然后使用刻度盘上的刻度读数来确定硬度值。
5.鲍氏硬度计:鲍氏硬度计是一种用于测量金属材料硬度的工具。
其结构类似于布氏硬度计,但是压头的形状是一个圆锥。
以上是五种主要的硬度计结构和测量方法。
值得注意的是,在实际应用中,还有一些其他的硬度测量方法,如横式硬度机、显微硬度计等,用于不同材料和尺寸的硬度测量。
不同的硬度计有不同的适用范围和使用方法,选择合适的硬度计对于正确测量材料硬度是非常重要的。
硬度的三个指标
硬度的三个指标一、硬度的定义和意义硬度是物质抵抗外部力量侵入其表面的能力。
在材料科学和工程领域,硬度是一个重要的指标,它可以表征材料的抗压、抗刮擦和抗磨损性能。
硬度测试可以帮助我们选择合适的材料或评估材料的可靠性和耐久性,对于材料的设计、制备和使用过程都具有重要的指导意义。
二、常用的硬度测试方法2.1 洛氏硬度洛氏硬度是最常用的硬度测试方法之一。
它通过在试样表面施加一定压力,然后测量压痕的直径或深度来评估材料的硬度。
洛氏硬度测试包括三种不同的试具:洛氏硬度计(硬质合金球形头)、科氏硬度计(菱形头)和布氏硬度计(钢球头)。
2.2 维氏硬度维氏硬度是另一种常用的硬度测试方法,它适用于较软的金属材料和非金属材料。
维氏硬度测试使用一个金刚石三棱锥形压头,通过压入试样表面来测量硬度。
维氏硬度值是用来衡量材料的抗弯硬度和抗挤压硬度的重要参数。
2.3 布氏硬度布氏硬度测试是一种间接的硬度测试方法,它通过压入试样表面的钢球头来测量硬度。
布氏硬度是将压痕的直径和压头的载荷进行比较得出的,广泛应用于金属材料和合金的硬度测试。
布氏硬度测试方法具有操作简单、结果准确、重复性好等优点。
2.4 其他硬度测试方法除了洛氏硬度、维氏硬度和布氏硬度外,还有一些其他常用的硬度测试方法,如巴氏硬度、印弧硬度和超声硬度等。
这些硬度测试方法有各自的适用范围和特点,可以根据不同材料和应用场景选择合适的方法进行测试。
三、硬度的影响因素3.1 材料的组织结构材料的组织结构是影响硬度的重要因素之一。
晶体结构、晶粒大小、晶界、相的分布等都会对材料的硬度产生影响。
通常情况下,晶粒尺寸越细小,晶界越多,材料的硬度越高。
3.2 冷处理和热处理冷处理和热处理是通过改变材料的热力学状态来调控硬度的方法。
冷处理可以通过快速冷却使材料发生相变,从而增加其硬度。
而热处理则是通过升温和保温来改变材料的晶体结构和组织形态,从而调控其硬度。
3.3 合金元素的添加合金元素的添加是提高材料硬度的常用方法之一。
便携式硬度计工作原理
便携式硬度计工作原理
洛氏硬度计是基于金属表面的弹性变形原理来测试硬度的。
硬度计的大致工作原理如下:
1.硬度计由一个钢珠或钼珠作为感应体和一个弹性弯杆作为测量手段构成。
2.当测试材料的表面接触到感应体时,会产生一个载荷。
3.载荷使感应体与材料表面之间形成一个微小的凹陷。
4.弹性弯杆会因受到载荷的作用而产生弹性变形。
5.测量手段通过测量和记录弹性弯杆的变形程度来确定材料的硬度。
6.硬度计会将变形程度转换成洛氏硬度值,可通过读数器或数字显示屏显示。
洛氏硬度计的工作原理主要是依靠材料的表面硬度,即装载物体的材料,载荷,并记录相应的测量深度来测量出材料的硬度。
布氏硬度计是基于材料表面的显微印痕和载荷之间的关系来测试硬度的。
硬度计的大致工作原理如下:
1.布氏硬度计采用一个钢球或钨碳合金球作为感应体。
2.在测试时,感应体会受到一个预定载荷的作用,并在材料表面产生一个显微印痕。
3.感应体在载荷作用下将逐渐压入材料内部。
4.将载荷从材料上移除后,感应体会弹回到原始位置,但显微印痕会留在材料上。
5.测量手段通过测量显微印痕的大小来确定材料的硬度。
6.硬度计会根据显微印痕的大小转换成布氏硬度值,可通过读数器或数字显示屏显示。
布氏硬度计的工作原理主要是通过载荷和印痕的大小之间的关系来测量出材料的硬度。
总体而言,便携式硬度计通过加压并测量材料表面的弹性变形或显微印痕来确定材料的硬度。
这些硬度值对于材料性能的评估和质量控制具有重要意义。
邵氏硬度计试验方法
邵氏硬度计试验方法--简介--扬州汇丰仪表有限公司HFM/GL 09—13发放号:ZJB邵氏硬度计试验方法简介汇丰仪表邵氏硬度计邵氏硬度计本硬度计(橡胶硬度计)广泛应用于橡胶、塑料的硬度测定。
具有结构简单、使用方便、型小体轻、读数直观等特点,既可以随身携带手持测量,也可以装置在配套生产的同型号定荷架上定荷测定。
目录㈠、简介㈡、特点㈢、测量原理㈣、分类㈤、检定规程㈥、国家标准㈦、使用方法7.1备检试样的要求7.2测定前7.3正确测试方法二二一、简介邵氏硬度计分为机械式,数显式两种A型适用于一般橡胶、合成橡胶、软橡胶,多元脂、皮革、蜡等:C型适用于橡塑并用、塑料中含有发泡剂制成的微孔材料D型适用于一般硬橡胶、树脂、压克力、玻璃、热塑性橡胶、印刷板、纤维等。
邵氏硬度计试验方法简介汇丰仪表二、特点邵氏硬度计,是测定硫化橡胶和塑料制品硬度的仪器。
具有结构简单、使用方便、型小体轻、读数直观等特点,产品符合GB/T531-1999及其它相关标准的要求,既可以随身携带手持测量,也可以装置在配套的SLX型邵氏硬度计测试机架上使用。
三、测量原理具有一定形状的钢制压,在试验力作用下垂直压入试样表面,当压足表面与试样表面完全贴合时,压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度L(见图1),以L值的大小来表征邵氏硬度的大小,L值越大,表示邵尔硬度越低,反之越高.计算公式为:HA=100- L/0.025HD=100- L/0.025HC=100- L/0.025式中HA为邵氏A硬度.由公式可知,邵氏A硬度与压针位移量有关.通过测量压针的位移量,即可计算出邵氏A硬度值.本硬度计用传感器测量出压针位移量,再通过CPU计算处理,得出邵氏A硬度值.邵氏硬度计试验方法简介汇丰仪表四、分类邵氏硬度计主要分为三类:即A型,C型和D型。
它们的测量原理完全相同,所不同的是测量针的尺寸不同。
其中;A型的针尖直径为0.79mm。
邵A型硬度计用来测量软塑料、橡胶、合成橡胶、毡、皮革、D型的针尖直径为0.2mm.即半径为R0.1。
片剂硬度计检定规程
片剂硬度计检定规程一、简介测试用硬度计是检验硬度标准样品表面强度和硬度的仪器。
硬度计由主机、用于反映硬度值的检测头和显示单位组成。
硬度计可以测试金属和非金属样品的硬度,并且有多种形式,如钢丝弹簧计,滑针拉力计,滑杆硬度计,滑块硬度计,电子弹簧硬度计等。
二、试验内容1、硬度计术语的定义滑块硬度计:滑块硬度计就是一种测试物体某一表层的表面硬度的仪器,它能够准确的测量出表层的硬度值。
指示:指示是指硬度计的显示单位,它的功能是显示测量值。
量规:量规是指与检测头对应的表面硬度单位,如HRC(硬度),HS(支针式硬度),等等。
2、硬度计检定内容(1)准确度和精度:检定仪器的准确度和精度,并在通常使用范围内,合理的控制测量精度和准确度的变化,以确保其可靠性和可比性。
(2)功能:测定仪器的功能和性能,应符合标准或制造厂规定的要求,可以正确测量吼各种硬度标准样品。
(3)校验:校验仪器的准确度,应用一组合格的硬度样品,用它们校验仪器的准确度,按照测定值cms和误差,进行确定。
三、技术标准1、仪器结构:仪器结构按照各国通用、IEC288-2及270等标准,具有模糊式抑制,负载自动调整,三芯滑环,示数电磁转换,多种接口形式,无需菊花叶,防护等性能特点。
2、数据获取:数据采集功能由计算机完成,包括一体式控制仪表(硬度计、仪长和仪表),能够自动完成测量流程,自动计算硬度的单位值,并根据操作要求输出结果和数据;同时要求有报警功能,减小人为操作的失误。
3、环境要求:室内环境温度不超过30℃,湿度不超过70%RH,无明显的振动和电磁异常。
四、质量控制1、质量保证:遵守FQC/FQG质量保证标准,对仪器在生产、检定、备案、存档和保修期间均需要严格保证质量,定期进行检验和查验;2、评审:按照ISO9000质量管理体系标准,实施产品的质量评审程序,以满足质量需求。
实验一 材料的硬度测试实验
实验一材料的硬度测试实验一、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、维氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
3.通过数据处理和硬度标尺之间的换算,比较各材料之间的硬度大小,同时了解材料的种类、热处理状态对其硬度的影响。
二、实验概述硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。
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地反应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变形抗力。
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。
另外,硬度与其它机械性能(如强度指标及塑性指标)之间有一定的内在联系,所以从某种意思上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
常用的硬度试验方法有:布氏硬度试验:主要用于黑色、有色金属原材料检验,也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。
洛氏硬度试验:主要用于金属材料热处理后的产品硬度检验。
维氏硬度试验:主要用于薄板或金属表层的硬度测定以及较精确的硬度测定。
显微硬度试验:主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度测定。
1.布氏硬度布氏硬度试验是将一直径为D的淬火钢球或硬质合金球,在规定的试验力F作用下压入被测金属表面,保持一定时间t后卸除试验力,并测量出试样表面的压痕直径d,根据所选择的试验力F、球体直径D及所测得的压痕直径d的数值,求出被测金属的布氏硬度值HBS或HBW,布氏硬度的测试原理如图1-1所示。
图1-1布氏硬度的测试原理图在试验测量时,可由测出的压痕直径d直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测的布氏硬度值。
在进行布氏硬度试验时,球体直径D、施加的试验力F和试验力的保持时间t都应根据被测金属的种类、硬度范围和试样的厚度范围进行选择。
布氏硬度试验规范如表1-1所示。
表1-1布氏硬度试验规范金属类型布氏硬度值范围(HBS)试样厚度/mm载荷F与钢球直径D的关系钢球直径D/mm载荷F/kgf载荷保持时间t /s黑色金属140~4506~3F=30D210 3000104~2 5 750<2 2.5 187.5<140﹥6F =10D210 1000106~3 5 2503< 2.5 62.5有色金属﹥1306~3F =30D210 3000304~2 5 750<2 2.5 187.536~130﹥6F =10D210 1000306~3 5 2503 2.5 62.58~35﹥6F =2.5D210 250606~3 5 62.53 2.5 15.6布氏硬度试验测出的硬度值比较准确,但它不宜测定成品件或薄片金属的硬度。
布氏硬度测量方法
布氏硬度测量方法引言布氏硬度测量方法是一种常用的材料硬度测试方法,通过对材料表面进行压痕测量来评估材料的硬度。
本文将对布氏硬度测量方法进行详细介绍,包括测量原理、仪器设备、操作步骤和应用范围等方面。
一、测量原理布氏硬度测量方法是基于材料的抗压能力来评估硬度的。
测量时,使用一块钢球或钻石锥形压头以一定的压力施加在材料表面上,然后通过测量压头对材料表面造成的压痕的直径或长轴和短轴长度来计算出布氏硬度值。
二、仪器设备进行布氏硬度测量需要使用硬度计,常见的有布氏硬度计和布氏显微硬度计。
布氏硬度计主要由压头、测量刻度盘和支撑台组成,而布氏显微硬度计则配备了显微镜以便更准确地观察和测量压痕。
三、操作步骤1. 样品准备:将待测样品表面清洁干净,确保无杂质和污垢。
2. 调整硬度计:根据样品类型和预期硬度范围,选择合适的压头和压力。
将压头装配到硬度计上,并根据需要调整压力。
3. 测量压痕:将样品放置在支撑台上,确保样品与支撑台接触牢固。
然后,将压头缓慢地压在样品表面上,保持一定的压力并保持一段时间,使压痕形成。
4. 测量压痕尺寸:使用显微镜或刻度盘测量压痕的直径或长轴和短轴长度。
根据测量结果,计算出布氏硬度值。
5. 多次测量:为了提高测量的准确性,通常会进行多次测量并取平均值。
四、应用范围布氏硬度测量方法广泛应用于各种材料的硬度测试中,特别适用于金属材料和硬质材料的测试。
布氏硬度值可以用于评估材料的抗压能力、耐磨性和力学性能,对于材料的质量控制和工程设计具有重要意义。
此外,布氏硬度测量方法还可用于材料的质量检验、产品的性能评估和材料的比较分析等方面。
结论布氏硬度测量方法是一种简单、快速且广泛应用的材料硬度测试方法。
通过测量材料表面的压痕尺寸,可以得到材料的布氏硬度值,从而评估材料的硬度特性。
该方法的操作步骤简单,仪器设备易于获取,适用于各种材料的硬度测试。
在实际应用中,布氏硬度测量方法被广泛用于材料工业、制造业和科研领域,对于材料的质量控制和工程设计起到了重要的作用。
硬度测试实验
硬度测试实验一、实验目的1. 了解布氏、洛式、维氏硬度计的测试原理2. 掌握各种硬度计的使用方法及使用注意事项等 二、实验原理硬度是指材料对另一更硬物体(钢球或金刚石压头)压入其表面所表现的抵抗力。
硬度的大小对于工件的使用性能及寿命具有决定性意义。
由于测量的方法不同常用的硬度指标有布氏硬度(HB )、洛式硬度(HR )、维氏硬度(HV )。
布氏硬度适用于硬度较低的金属,如退火、正火的金属、铸铁及有色金属的硬度测定。
洛氏硬度又有HRA 、HRB 、HRC 三种,其中HRC 适合于测定硬度较高的金属如淬火钢的硬度。
维氏硬度测定的硬度值比布氏、洛氏精确,可以测定从极软到极硬的各种材料的硬度,但测定过程比较麻烦。
显微硬度用于测定显微组织中各种微小区域的硬度,实质就是小负荷(≤9.8N )的维氏硬度试验,也用HV 表示。
三、布氏硬度(HB )(一) 基本原理将载荷P 和直径为D 的淬火钢球压入试样的表面,并保持一定时间,然后去除载荷P ,测量压痕直径d (见图一所示)。
最后计算出布氏硬度值。
计算公式化如下:若压痕的深度为h ,则压痕的面积为: 图一 布氏硬度实验原理图F =πDh=()222d D D D--πHB =FP HB =()222/2mm kg d D D D P--π式中:P —施加的栽荷kgF —压痕的表面积,mm 2 D —钢球的直径,mm B —压痕直径,mm在P 和D 一定的情况下,布氏硬度的高低取决于压痕的直径d ,d 越大,表明材料的HB 值越低即材料越软;反之材料硬度高即HB 越大。
在具体测量时,并不是每次都按上述公式去算,而是根据D 与P 值大小,测量出压痕的直径d ,然后查表即得。
这种表格就是根据上述公式计算制出的,可参考压痕直径与布氏硬度表由于材料有硬有软,工件有厚、薄、大、小之分,为适应不同情况,其压头有Φ2.5mm 、Φ5mm 、Φ10mm 三种钢球。
载荷有15.6kg 、62.5kg 、187.5kg 、250kg 、750kg 、1000kg 、3000kg 七种。
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各种硬度计的结构和测量方法标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]第十四章各种硬度计的原理、构造及应用与材料的关系硬度反映了材料弹塑性变形特性,是一项重要的力学性能指标。
与其他力学性能的测试方法相比,硬度试验具有下列优点:试样制备简单,可在各种不同尺寸的试样上进行试验,试验后试样基本不受破坏;设备简便,操作方便,测量速度快;硬度与强度之间有近似的换算关系,根据测出的硬度值就可以粗略地估算强度极限值。
所以硬度试验在实际中得到广泛地应用。
硬度测定是指反一定的形状和尺寸的较硬物体(压头)以一定压力接触材料表面,测定材料在变形过程中所表面出来的抗力。
有的硬度表示了材料抵抗塑性变形的能力(如不同载荷压入硬度测试法),有的硬度表示材料抵抗弹性变形的能力(如肖氏硬度)。
通常压入载荷大于(1kgf)时测试的硬度叫宏观硬度,压力载荷小于(1kgf)时测试的硬度叫微观硬度。
前者用于较在尺寸的试件,希反映材料宏观范围性能;后者用于小而薄的试件,希反映微小区域的性能,如显微组织中不同的相的硬度,材料表面的硬度等。
硬度计的种类很多,这里重点介绍最常用的洛氏、布氏、维氏和显微硬度测试法。
洛氏硬度测试法一、洛氏硬度的测量原理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。
图14-1表示了洛氏硬度的测量原理。
图中:0-0:未加载荷,压头未接触试件时的位置。
1-1:压头在预载荷P0作用下压入试件深度为h时的位置。
h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= P+ P1的作用下压入试件的位置。
3-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P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- h。
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。
并规定为一个洛氏硬度单位,用符号HR表示,则洛氏硬度值为:(14-1)此值为无量纲数。
测量时可直接在表盘上读出。
表盘上有红、黑两种刻度,红色的30和黑色的0相重合。
使用金刚石圆锥压头时,常数K为,硬度值由黑色表盘表示,此时(14-2)使用钢球(Φ=压头时,常数K为,硬度值由红色表盘表示,此时(14-3)洛氏硬度计的压头共有5种,其中最常用的有两种:一种是顶角为120°的金刚石圆锥压头,用来测试高硬度的材料;另一种是直径为的淬火钢球,用来测软材料的硬度。
对于特别软的材料,有时还使用直径为、、的钢球作压头,不过这几种比较少用。
为了扩大洛氏硬度的测量范围,可用不同的压头和不同的总载荷配成不同标度的洛氏硬度。
洛氏硬度共有15种标度供选择,它们分别为:HRA,HRB,HRC,HRD,HRE,HRF,HRG,HRH,HRK,HRL,HRM,HRP,HRR,HRS,HRV。
其中常用的几种标度列表如下:表14-1各种洛氏硬度值的符号及应用二、洛氏硬度计的构造洛氏硬度计种类很多,构造各不相同,但构造原理及主要部件都相同。
图14-2表示了洛氏硬度计的机构构造原理,其他静力载荷测定法的硬度计的构造原理基本与此相同。
图14-3为硬度计的外形图。
图14-2洛氏硬度计机构示意图图14-3硬度计外形图①-压头②-载荷法码③--主杠杆④-测量杠杆①--读数百分表②--装压脑处⑤-表盘⑥-缓冲装置⑦--载物台⑧-升降丝杠③-载物台④--升降丝杠手轮⑤--加载手轮⑥--卸载手轮布氏硬度测试法一、布氏硬度的测量原理选择一事实上的载荷P,把直径为D的淬火钢球压入试件表面并保持一定时间,然后卸去载荷,测量钢球在试样表面压出的压痕直径d,计算出压痕面积,算出载荷P与压痕面积的比值,这个比值所表示的硬度就是布氏硬度,用符号HB表示。
布氏硬度的测量原理如图11-4所示。
设压痕的深度为h,则压痕的球冠面积为:图14-4布氏硬度计试验原理示意图(14-4)式中:P——测试用的载荷(kg);D——压头钢球的直径(mm);d——压痕直径(mm);F——压痕面积(mm2)。
布氏硬度的单位为kg/mm2,这是目前各国文献中常用的单位,通常只给出数值而不写单位,如HB200,若要换算成国际单位MPa,需要将硬度值乘以。
布氏硬度的压头钢球直径有Φ,Φ5mm,Φ10mm三种,载荷有、、、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种。
可根据材料的软硬不同选择配合使用。
为了在不同直径的压头和不同载荷下进行测试时,同一种材料的布氏硬度值相同。
压头的直径与载荷之间要满足相似原理。
相似原理是指在均质材料中,只要压入角φ(即从压头圆心压痕两端的连线之间的夹角)不变,则不论压痕大小,金属的平均抗力相等。
如图14-5所示。
德国的迈耶尔(Mayer)通过试验得出重要经验关系。
当d/D>时,压痕直径d与载荷的关系为:(14-5)这个公式称为迈耶尔定律。
戒a和n均为常数。
他还得出如下的结论:当使用的压头直径不同时,指数n几乎与D无关,而常数a则随D值的增大而减小,且:图14-5不同直经的钢球压头产生在几何上相似的压头(14-6)对每种材料,A为常数,并与D无关。
由上式得:代入(14-5),得(14-7)(14-8)此式说明,在进行布氏硬度测试时,只要使P/D2为一常数,就可以使压入角φ保持不变,从而保持了几何形状相似的压痕。
所以在布氏硬度测量中只要满足P/D2为常数,则同一材料测得的布氏硬度值是相同的。
不同材料测得的布氏硬度值也可以进行比较。
P/D2的数值不是随便规定的,各种材料软硬相差很大。
如果只规定一个P/D2的值,对于较硬的材料,压入角会太小;对于较软的材料,压入角又会很大。
若压入角太小,压痕就小,测量误差就会很大。
当入压角较大但小于90°时,压痕直径随压入深度增加有较大变化,有利于测量。
但当压入角大小90°时,随压入深度的增加,压痕变化较小。
为了提高测量精度,通常使<d/D<,与此对应的压入角29°<φ<60°,这样就需不同的材料使用不同的P/D2值。
国家标准规定P/D2的比值为30、10、25三种。
在测量中对较软的材料因塑性变形较大,施加载荷应小一些。
布氏硬度仪的试验规范列表表14-2中。
二、布氏硬度的测试步骤布氏硬度计使用的步骤如下:1.根据试件材料选择合适的压头和载荷。
2.加预载。
3.加主载并保持一定的时间。
4.卸载。
5.将试样取下,用带刻度的低倍放大镜测压痕直径d。
6.查《压痕直径与布氏硬度对照表》得到布氏硬度值。
表14-2布氏硬度试验规范布氏硬度的表示方法是若用Φ10mm钢球,在3000kg载荷下保持10s,测得的布氏硬度值表示为字母HB加上所测得的硬度值,例如HB400。
在其他试验条件下,在HB后面要注明钢球直径、载荷大小及保载时间,例如:10=200表示用Φ的钢球在载荷下保持10s 测得的布氏硬度为200。
布氏硬度测试中还应注意以下几个问题,即试验压痕直径的范围应为<d<,否则测量结果无效;由于压痕周围存在变形硬化现象(可达2~3倍的压痕直径),所以要求相邻两个硬度点的距离≥4d,软材料≥6d,试件厚度不小于压痕深度的10倍,压痕离试件边缘的距离应不小于压痕直径。
三、布氏硬度的特点布氏硬度试验的优点是其硬度代表性全面,因压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均性能,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响。
因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料;试验数据稳定,数据重复性强,此间存在一定换算关系,见表14-3。
外,布氏硬度值和抗拉强度σb表14-3布氏硬度与抗拉强度的关系布氏硬度试验的缺点是其压头为淬火钢球。
由于钢球本身的变形问题,致使不难试验太硬的材料。
一般在HB450以上就不能使用;由地压痕较大,成品检验有困难;试验过程比洛氏硬度较为复杂,不能由硬度计上直接读数(需用带刻度的低倍放大镜测出压痕直径,然后通过查表得到布氏硬度值)。
维氏硬度测试法为了避免钢球压头的永久变形,布氏硬度法只能用来测定硬度值小于HB450的材料,洛氏硬度法为了测定由软到硬的不同材料的硬度,采用了不同的压头和总载荷,有很多种标度,彼此间没有什么联系,也不能换算。
为了实际应用中方便,取同一材料用不同标度测定,列出表格,只能供大致估算。
为了从软到硬的不同材料有一个连续一致的硬度标度,制定了维氏硬度试验法。
一、维氏硬度的测量原理维氏硬度的测量原理基本上和布氏硬度相同,所不同的是用金刚石正四棱锥压头。
正四棱锥两对面的夹角为136°,底面为正方形,如图14-6所示。
维氏硬度所用的载荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等,负载的选择主要取决于试件的厚度。
图14-6维氏金刚石棱锥压头在载荷P的作用下压头在试样表面压出一个底面为正方形的正四棱锥压痕。
用显微镜测定方坑对角线长度d,维氏硬度值HV等于所用载荷与压痕面积的比值。
压痕面积F 为:则:(14-9)式中:P——载荷;d——压痕直径;F——压痕面积。
从(14-9)式可知,当载荷P已知时,只要测得压痕对角线长度d,就可以求出维氏硬度值。
通常是在测量d值后从《压印对角线与维氏硬度对照表》中查出相应的硬度值。
φ角选择136°是为了使维氏硬度得到一个成比例的并在较低硬度时与布氏硬度基本一致的硬度值。
在布氏测试法台规定<d/D<,最理想的d/D值是,,φ=44°,与此相对应的金刚石正四棱锥的两以面间夹角就是180°-44°=136°。
如图14-7所示。
所以布氏硬度在HB300,它们间的差别增大,这是由于布氏测试法所用的钢球压头开始变形使压痕直径偏大所造成的。
图14-6维氏硬度的测试原理二、维氏硬度的测试1.对试样的要求要求试样经过抛光,试样硬度至少是压痕深度的10倍或者不小于压痕对角线的倍,在满足这个条件的情况下尽可能选用较大载荷,可减少测量误差。
2.压痕对角线的测量维氏硬度压痕对角线的长度是用附在硬度计上的显微测微器进行测量的。
压痕对角线的测量精度可达10-3mm。
应测出两条互相垂直的对角线的线度,取平均值作为压痕对角线的长度d。
规定两条压痕对角线之差与较短对角线之比不大于2%。
若材料各个方向上的硬度不均匀而使比值>2%者,需要在硬度值后面注明。