硬度是指材料抵抗局部變形,即抵抗刻劃、壓入機械作用的能力。刻劃或壓入其表面的能力稱為硬度。金屬的耐磨性、強度等通常都和硬度有關。它是材料的彈性、強度、塑性、韌性等一系列不同力學性能組成的綜合性能指標,是選擇材料的重要依據。
測定硬度的方法有壓入法、彈性回跳法和劃痕法等。依據試驗方法的不同,可用不同的量值來表示硬度。目前,在生產中應用最廣泛的硬度是布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
1. 布氏硬度(HBW)
布氏硬度的試驗原理是將一定直徑的硬質合金球施加試驗力壓入試樣表面,經規(guī)定保持時間(s)后,卸除試驗力,測定試樣表面壓痕的直徑,即可求得布氏硬度值(HBW)。
布氏硬度值的表示:布氏硬度符號用HBW表示。符號 HBW前面的數值為硬度值,符號后面是按如下順序表示試驗條件的指標:
①. 硬質合金球直徑(mm);
②.試驗力大小的數值[(k)N];
③. 與規(guī)定時間不同的試驗力保持時間(s)。
2. 洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)
洛氏硬度試驗法是目前應用最廣泛的試驗方法之一。
洛氏硬度試驗時,其硬度值可從硬度計的指示器上直接讀出,而無需測量壓痕深度,硬度值只表示高低,所以沒有單位。常用的洛氏硬度值為HRC、HRB。
測出硬度值后,應標明硬度值符號(用球測量應表明壓頭代號,鋼球為S,硬質合金球為W)。
例如,59HRC表示用C標尺測得洛氏硬度值為59;60HRBW表示用硬質合金球壓頭在B標尺上測得的洛氏硬度值為60。
洛氏硬度試驗法的優(yōu)點是操作簡便、迅速,壓痕較小,故可在工件表面或較薄的金屬上進行試驗,并適于大量生產中的成品檢查,適于各種軟硬材料。
洛氏硬度值的試驗原理是將壓頭(金剛石圓錐、鋼球、或硬質合金球)分兩步壓被測入表面,經規(guī)定保持時間,卸除測試力,測量被測金屬表面殘留壓痕深度,并以此來計算試件硬度值,即
3. 維氏硬度(HV)
其試驗原理是將頂部兩相對面具有規(guī)定角度的正四棱錐體金剛石壓頭,用試驗力壓入試樣表面,保持規(guī)定時間后,卸除試驗力,并通過測量試樣表面壓痕對角線長度來確定試件硬度。所得硬度值用符號“HV”來表示。
HV可根據壓痕對角線平均長度d值查表求出,也可用公式HV=0.1891F/d2計算求得。
例如,640HV30表示在試驗力294.2N下保持10~15s,測得的維氏硬度值為640(HV后面的數值為試驗力值,試驗力保持時間10~15s不標注);640HV30/20表示在試驗力為294.2N下保持20s,測得的維氏硬度值為640。
上面介紹了鋼的力學性能,在選用不銹鋼材料時是非常有用的,因為使用不銹鋼加工制作的工件或設備在使用時是要承受一定載荷的,如不銹鋼容器就是在一定壓力下工作的。