檢驗的主要工作中為復(fù)雜的一項,經(jīng)過自主研究多年的經(jīng)驗給大家分享一下 簡單易學(xué)的操作流程。硬度測量的應(yīng)用:硬度測量具有簡便、快捷;不破壞試樣(非破壞性試驗);洛氏硬度計硬度能綜合反映材料的強度等其他力學(xué)性能;硬度與耐磨性具有直接關(guān)系,硬度越高,耐磨性越好。所以硬度測量應(yīng)用極為廣泛,常把硬度標注于圖紙上,作為零件檢驗、驗收的主要依據(jù)。
測量方法:可采用壓入法、加彈法、劃痕法等測量方法。生產(chǎn)中常用壓入法(有布氏硬度法、洛氏硬度法、維氏硬度法等)。
(1)布氏硬度]:HB(Brinell-hardness )(HBS、HBW )
布氏硬度測量原理:采用直徑為D的球形壓頭,以相應(yīng)的試驗力F壓入材料的表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力,用讀數(shù)顯微鏡測量殘余壓痕平均直徑d,用球冠形壓痕單位表面積上所受的壓力表示硬度值。實際測量可通過測出d值后查表獲得硬度值。
HBS(HBW) = F/S = 2F/πD[D - (D2-d2)1/2]
HBS--表示用淬火鋼球壓頭測量的布氏硬度值。適用范圍:小于450;
HBW--表示用硬質(zhì)合金壓頭測量的布氏硬度值。適用范圍:450~650
布氏硬度的測量原理
布氏硬度表示方法:符號HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值,符號后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時間。
如:120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf(9.807kN)載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120
布氏硬度特點:優(yōu)點:測量數(shù)值穩(wěn)定,準確,能較真實地反映材料的平均硬度;
缺點:壓痕較大,操作慢,不適用批量生產(chǎn)的成品件和薄形件
布氏硬度測量范圍:用于原材料與半成品硬度測量,可用于測量鑄鐵;非鐵金屬(有色金屬)、硬度較低的鋼(如退火、正火、調(diào)質(zhì)處理的鋼)
(2)洛氏硬度]:HR(Rockwll hardnes)
洛氏硬度測量原理:用金剛石圓錐或淬火鋼球壓頭,在試驗壓力F 的作用下,將壓頭壓入材料表面,保持規(guī)定時間后,去除主試驗力,保持初始試驗力,用殘余壓痕深度增量計算硬度值,實際測量時,可通過試驗機的表盤直接讀出洛氏硬度的數(shù)值。
HR = K - h/0.002
K--常數(shù),金剛石壓頭取值100,球形壓頭取值130
洛氏硬度測量原理
洛氏硬度測量條件:洛氏硬度可以測量從軟到硬較大范圍的硬度值,根據(jù)被測對象硬度值大小不同,可用不同的壓頭和試驗力,如下表。
常用洛氏硬度的試驗條件和應(yīng)用范圍
硬度符號 壓頭類型 總試驗力 F/N(kgf) 硬度范圍 應(yīng)用舉例
HRA 120o金剛石圓錐 588.4(60) 20~88 硬質(zhì)合金、碳化物、淺層表面硬化鋼等
HRB φ1.588mm淬火鋼球 980.7(100) 20~100 退火、正火鋼,鋁合金、銅合金、鑄鐵
HRC 120o金剛石圓錐 1471(150) 20~70 淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、深層表面硬化鋼
洛氏硬度特點:優(yōu)點:測量迅速、簡便、壓痕小、硬度測量范圍大 ,
缺點:數(shù)據(jù)準確性、穩(wěn)定性、重復(fù)性不如布氏硬度
洛氏硬度測量范圍:可用于成品和薄件,但不宜測量組織粗大不均勻的材料(如上表所示)
(3)維氏硬度]:HV(diamond penetrator hardness)
維氏硬度測量原理:與布氏硬度相似。采用相對面夾角為136o金剛石正四棱錐壓頭,以規(guī)定的試驗力F壓入材料的表面,保持規(guī)定時間后卸除試驗力,用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值。
維氏硬度測量原理
維氏硬度特點:測量范圍大,可測量硬度為10~1000HV范圍的材料;量壓痕小。
維氏硬度應(yīng)用:可測量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。
*上述各種硬度測量法,相互間沒有理論換算關(guān)系,故試驗結(jié)果不能直接進行比較,應(yīng)查閱硬度換算表進行比較。
* 各種硬度的換算經(jīng)驗公式:硬度在200~600HBS時 :1HRC相當(dāng)于10HBS ;硬度小于450HBS時:1HBS相當(dāng)于1HV
* 利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度:根據(jù)布氏硬度和洛氏硬度換算表,可歸納出一個計算簡單且容易記住的經(jīng)驗公式:HRC =(479-100D)/4,其中D為Φ10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5 ~ -1范圍內(nèi),該公式在現(xiàn)場用起來十分方便,您不妨試一試。
3、沖擊韌性測量
金屬夏比缺口沖擊試驗:按GB/T229-1994進行,采用橫截面尺寸為10mm×10mm、長度為55mm,試樣的中部開有V或U形缺口的沖擊試樣。試驗時沖擊試樣的開口背向擺錘的沖擊方向置于試驗機的支架上,將試樣一次沖斷。