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硬度试验简介
自1722年欧洲工业革命时期雷奥姆尔提出金属硬度 , 并首先应用了矿物对金属进行刻划的初始硬度试验以来的几百年间 , 人类提出了几百种测量金属硬度的方法 。
通过长时间的实际应用 , 有些测量方法因为测量条件苛刻、程序繁琐或精度不高等原因被历史所慢慢淘汰 。
现在普遍应用的测量方法大多是使用方便且测试结果准确的测量方法 。
硬度试验方法分类:
1
按试验力的施加速度可分为
1、静力试验法
此试验方法在施加试验力时是缓慢且无冲击的 。
硬度测量的结果主要依据被测试件表面的压痕深度来决定 。 在一定的试验力及试验条件下 , 压痕越大其硬度值越小 。 如常用的布氏、洛氏、维氏等硬度试验法都是静力试验法 。
2、动力试验法
其施加试验力的特点是动态的具有冲击性的 , 包括肖氏、里氏、锤击和弹簧加力试验方法等 。
2
按试验力的大小分类
1、宏观硬度试验法
试验力≥5kgf;
2、小负荷硬度试验法
试验力在0.2~0.5kgf之间;
3、显微硬度试验法
试验力在0.001~0.2kgf之间;
4、超显微硬度试验法
试验力∠0.001kgf;
5、纳米级硬度试验法
试验力∠50nN 。
3
按试验的温度分类
1、常温硬度试验法
可在常温下进行;
2、低温硬度试验法
在零下以下某一特定温度下进行;
3、高温硬度试验法
在室温以上某一特定温度下进行的高温硬度试验法 。
4
按实验原理分类
可分为布氏、洛氏、肖氏、维氏、里氏、努普、巴氏和划痕、锉刀以及其他物理检测方法 , 如超声波、磁矫顽力等等 。
11种常见硬度试验方法
1
洛氏硬度(HR)
用一个金刚石圆锥(HRC)或经硬化的(钨)钢球压头(HRB等) , 以10kgf的预载荷和60, 100, 或 150kgf的主试验力压入被测材料表面 。
2
表面洛氏硬度(HR)
依据设定的标尺 , 用一个金刚石圆锥或经硬化的(钨)钢球压头压入被测材料表面 。 表面洛氏测量应用的力值较小 , 产生的压痕较浅 , 多用于相对易碎和很薄的材料中 。
预载荷为3kgf , 主试验力为15, 30, 或45kgf 。
3
维氏硬度(HV)
以1-120kgf的试验力 , 将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压头压入被测材料表面 。
压痕则应用显微镜或USB摄像头来进行视频观测及测量 。
4
显微维氏硬度(HV)
通常以不超过1kgf的试验力 , 将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压头压入被测材料表面 。
压痕则应用精密显微镜或高分辨率的USB摄像头来进行视频观测及测量 。
600x的放大倍数是最常见的 , 1000x的放大倍数正愈加被广泛的应用 。
5
努氏硬度(HK)
通常以不超过1kgf的试验力 , 将细长的金刚石椎体压入被测材料表面 。
压痕则应用精密显微镜或高分辨率的USB摄像头来进行视频观测及测量 。
600x的放大倍数是最常见的 。
6
布氏硬度(HB)
以1 - 3000kgf的试验力 , 将直径分别为1, 2.5, 5或10mm的硬质合金球或碳化钢球压入被测材料表面 。
相对大的压痕则应用显微镜或USB摄像头来进行视频观测及测量 。
7
里氏硬度(HL)(回弹方式)
便携式硬度测试 。 它是用一定质量的装有碳化钨球头的冲击体 , 在一定弹簧弹力的作用下冲击试件表面 , 这种冲击力使被测材料表面产生了塑性变形 , 形成了一个压痕,随之冲击体失去了原有的速度(或能量) 。
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