硬度是金屬表面抵抗局部壓入變形或刻劃破裂的能力。它不是一個單純的物理量,它是表征著結構鋼材料的彈性、塑性、形變強化、強度和韌度等一系列不同物理量組合的一種綜合性能指標。測定硬度方法很多,主要有壓入法、回跳法和刻劃法。在機械制造業(yè)中,主要采用壓入法,壓入法又分布為布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
⒈布氏硬度:
用淬硬小鋼球或硬質合金球,以相應的試驗壓力壓入金屬表面,經(jīng)規(guī)定的保持時間后,以其壓痕面積除加在鋼球上的載荷所得之商,即為金屬的布氏硬度數(shù)值。硬度小于450HBS時使用鋼球測定。硬度小于等于650HBW時使用硬質合金球測定。
⒉洛氏硬度:
洛氏硬度是直接測定壓痕深度,并以壓痕深度表示材料的硬度。試驗的壓頭采用1200的金剛石圓錐或不同直徑的鋼球。為了能用一種硬度計測定從軟到硬的金屬材料硬度,采用不同壓頭和總載荷,組合成幾種不同的洛氏硬度標度,見表1。
表1 洛氏硬度符號及試驗規(guī)范
硬度符號 壓頭類型 總試驗力F 洛氏硬度范圍
HRA 金剛石圓錐 588.4N 20~88HRA
HRB 1.5875mm鋼球 980.7N 20~100HRB
HRC 金剛石圓錐 1.471kN 20~70HRC
HRD 金剛石圓錐 980.7N 40~77HRD
HRE 3.175mm鋼球 980.7N 70~100HRE
HRF 1.5875mm鋼球 588.4N 60~100HRF
HRG 1.5875mm鋼球 1.471kN 30~94HRG
HRH 3.175mm鋼球 588.4N 60~100HRH
HRK 3.175mm鋼球 1.471kN 40~100HRK
⒊維氏硬度:
用49.03~980.7N以內(nèi)的載荷,將頂角為1360的金剛石四棱角錐體壓頭入金屬的表面,以其壓痕面積除載荷所得之商,即為維氏硬度值,用HV表示,單位為MPa。HV能用于測定很薄(0.3~0.5mm)的金屬材料,或厚度為0.003~0.05mm零件的表面硬化層(如鍍鉻、滲碳、氮化、碳氮共滲層等)的硬度。維氏硬度計測得的壓痕,輪廓清晰,數(shù)值比較準確。
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