硬度( hardness )
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材料硬度单位材料的硬度是指材料抵抗外力侵入的能力,通常用来描述材料的耐磨性和耐刮擦性。
在工程领域中,硬度是一个非常重要的指标,因为它直接关系到材料的使用寿命和性能。
而硬度的单位则是用来衡量和描述材料硬度的标准,下面我们将介绍一些常见的材料硬度单位。
1. 洛氏硬度(Rockwell Hardness)。
洛氏硬度是由美国机械工程师斯坦利·洛氏(Stanley Rockwell)于20世纪初提出的一种硬度测试方法。
它采用钢球或金刚石圆锥头作为压头,在一定的载荷下对材料进行压痕测试,通过压痕的深度来确定材料的硬度。
洛氏硬度的单位通常用“HRC”表示,其中“H”代表硬度测试,而“RC”代表Rockwell硬度,例如65HRC表示材料的洛氏硬度为65。
2. 布氏硬度(Brinell Hardness)。
布氏硬度是由瑞典工程师约翰·奥古斯特·布氏(Johan August Brinell)于1900年提出的一种硬度测试方法。
它采用一定直径的钢球作为压头,在一定的载荷下对材料进行压痕测试,通过压痕的直径来确定材料的硬度。
布氏硬度的单位通常用“HB”表示,例如150HB表示材料的布氏硬度为150。
3. 维氏硬度(Vickers Hardness)。
维氏硬度是由英国科学家古尔德·维克斯(George Vickers)于1921年提出的一种硬度测试方法。
它采用金刚石圆锥头作为压头,在一定的载荷下对材料进行压痕测试,通过压痕的对角线长度来确定材料的硬度。
维氏硬度的单位通常用“HV”表示,例如300HV表示材料的维氏硬度为300。
4. 莱氏硬度(Leed Hardness)。
莱氏硬度是由美国工程师弗雷德里克·莱斯(Frederick Leed)于1919年提出的一种硬度测试方法。
它采用一定直径的钢球作为压头,在一定的载荷下对材料进行压痕测试,通过压痕的直径来确定材料的硬度。
硬度(Hardness)硬度是材料对压印、刮痕等外力的抵抗能力。
根据试验方法不同有邵氏(Shore)硬度、布氏(Brinell)硬度、洛氏(Rockwell)硬度、莫氏(Mohs)硬度、巴氏(Barcol)硬度、维氏(Vichers)硬度等。
硬度的数值与硬度计类型有关,在常用的硬度计中,邵氏硬度计结构简单,适于生产检验。
邵氏硬度计可分为A型、C型、D型,A型用于测量软质橡胶,C和D型用于测量半硬和硬质橡胶。
硬度測定范围:HS<100,HB<500,HRC<70,HV<1300(80~88)HRA,(85~95)HRB,(20~70)HRC洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准,称为标尺A、标尺B、标尺C。
洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一,三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf),最后根据压痕深度计算硬度值。
标尺A使用的是球锥菱形压头,然后加压至588.4N(合60kgf);标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头,然后加压至980.7N(合100kgf);而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头,但加压后的力是1471N(合150kgf)。
因此标尺B适用相对较软的材料,而标尺C适用较硬的材料。
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。
但各种材料的换算关系并不一致。
本站《硬度对照表》一文对钢的不同硬度值的换算给出了表格,请查阅。
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高,耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1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)。
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。
根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。
对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
一、布氏硬度(HB)用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。
布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。
以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2MPa。
其计算公式为:式中:F--压入金属试样表面的试验力,N;D--试验用钢球直径,mm;d--压痕平均直径,mm。
测定布氏硬度较准确可靠,但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。
在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又方便。
举例:120HBS10/1000130:表示用直径10mm钢球在1000Kgf(9.807KN)试验力作用下,保持30s(秒)测得的布氏硬度值为120N/ mm2(MPa)。
二、洛氏硬度(HK)洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。
不同的是,它是测量压痕的深度。
即,在初邕试验力(Fo)及总试验力(F)的先后作用下,将压头(金钢厂圆锥体或钢球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量(e)计算硬度值。
其值是个无名数,以符号HR表示,所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。
其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C,即HRA、HRB、HRC。
硬度值用下式计算:当用A和C标尺试验时,HR=100-e当用B标尺试验时,HR=130-e式中e--残余压痕深度增量,其什系以规定单位0.002mm表示,即当压头轴向位移一个单位(0.002mm)时,即相当于洛氏硬度变化一个数。
e值愈大,金属的硬度愈低,反之则硬度愈高。
上述三个标尺适用范围如下:HRA(金刚石圆锥压头)20-88HRC(金刚石圆锥压头)20-70HRB(直径1.588mm钢球压头)20-100洛氏硬度试验是目前应用很广的方法,其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。