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硬度计
硬度的定义

    硬度,物理学专业术语,材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同,相互不能直接换算,但可通过试验加以对比。
    硬度分为:
    1、划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度,方法是选一根一端硬一端软的棒,将被测材料沿棒划过,根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说,硬物体划出的划痕长,软物体划出的划痕短。
    2、压入硬度。主要用于金属材料,方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料,以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同,压入硬度有多种,主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。
    3、回跳硬度。主要用于金属材料,方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样,并以试样在冲击过程中储存(继而释放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度测定)确定材料的硬度。

硬度分类

    硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。
    1、里氏硬度(Dietmar Leeb)
    里氏硬度是根据最新的里氏硬度测试原理利用最先进的微处理器技术设计而成。
    2、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)。
    3、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,分三种不同的情况:
    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)。
    4、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,用载荷值除以材料压痕凹坑的表面积,即为维氏硬度值(HV)。
    5、努氏硬度(HK)
    适用于高硬度材料的硬度测试(一般HV1000硬度以上的硬度测量)。
    6、肖氏硬度计(HS)
    又称邵氏硬度计。表示材料硬度的一种标准。由英国人肖尔(Albert F.Shore)首先提出。应用弹性回跳法将撞销从一定高度落到所试材料的表面上而发生回跳。撞销是一只具有尖端的小锥,尖端上常镶有金刚钻。用测得的撞销回跳的高度来表示硬度。肖氏硬度计适用于测定黑色金属和有色金属的肖氏硬度值。用于测定橡胶、塑料、金属材料等的硬度。在橡胶、塑料行业中常称作邵氏硬度。
    7、韦氏硬度计(HW)
    适用于铝合金类产品的韦氏硬度值测量。
    8、石膏硬度计
    适用于建筑石膏硬度测量,将钢球置于试件上,测量在固定荷载作用下球痕的深度,经计算得出试件的石膏硬度。
    以上硬度只是常用的几种,另外还有巴氏硬度、摩氏硬度等。实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。

硬度计分类

    按原理可以分为:里氏硬度计、洛氏硬度计、布氏硬度计、邵氏硬度计、肖氏硬度计、巴氏硬度计、显微硬度计、摩氏硬度计、维氏硬度计等。
    按测量对象分为:水果硬度计、水泥硬度计等。

硬度计的分类应用

    1、布氏硬度计:主要是用于测未经淬火的钢材、铸铁、有色金属及质软的轴承合金材料,用HBW表示。
    2、维氏硬度计:主要是用于测黑色金属、有色金属、硬质合金(如铝合金)及表面渗碳、渗氮层的硬度,用HV表示。
    3、洛氏硬度计:用于各种钢材(含合金钢、不锈钢)硬度的测试。这是最重要的、最常用的一类硬度计。有以下洛氏硬度计、电动洛氏硬度计、数显洛氏硬度计、数显表面洛氏硬度、数显洛氏、表面洛氏硬度计。
    4、布洛维硬度计即可以打布氏、维氏、洛氏三种硬度的硬度计。比较适合于开发、研究用。
    5、邵氏硬度计邵氏硬度计是用来测量橡胶、泡沫、塑料等物质硬度的仪器,主要有HA和HD两种,前者为较软橡胶类硬度参数,后者为较硬的橡胶或塑料硬度参数。
    7、铅笔硬度计:这是用于涂层硬度的检测,为将一支铅笔夹在“小车”上,让其在涂层上滑动,根据铅笔的硬度和涂层上的划痕来判断涂层的硬度。
    8、里氏硬度计:这是一种能将各种硬度值进行换算的较小型的硬度计。主要用于对金属材料的测试,特别是对较大型的工件。

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