金屬的硬度可以認(rèn)為是金屬材料表面在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力。硬度測(cè)量能夠給出金屬材料軟硬的數(shù)量概念。由于在金屬表面以下不同深度的材料承受的應(yīng)力和所發(fā)生的變形程度不同,因而硬度值可以綜合的反映壓痕附近局部體積內(nèi)金屬的彈性、微量塑變抗力、塑變強(qiáng)化能力以及大量形變抗力。硬度值越高,表明金屬抵抗塑性變形的能力越大,材料所產(chǎn)生的塑性變形就越困難。另外,硬度與其它機(jī)械性能(如強(qiáng)度指標(biāo)σb及塑性指標(biāo)Ψ和δ)之間有著一定的內(nèi)在,所以從某種意義上說硬度的大小對(duì)于機(jī)械零件或工具的使用性能以及壽命具有決定性的意義。
硬度的試驗(yàn)方法有很多,在機(jī)械工業(yè)中廣泛采用壓入法來(lái)測(cè)定硬度,壓入法又可以分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。
壓入法硬度試驗(yàn)的主要特征是:
1. 試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)軟(即大切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大正應(yīng)力),因而不論是塑性材料還是脆性材料均能發(fā)生塑性變形。
2. 金屬的硬度與強(qiáng)度指標(biāo)之間存在如下近似的關(guān)系:σb=K·HB ,
式中:σb ---材料的抗拉強(qiáng)度值;
HB---布氏硬度值;
K---系數(shù);
退火狀態(tài)的碳鋼 K=0.34~0.36
合金調(diào)質(zhì)鋼 K=0.33~0.35
有色金屬合金 K=0.33~0.53
3. 硬度值對(duì)材料的耐磨性、疲勞強(qiáng)度等性能也有定性的參考價(jià)值,通常情況下,當(dāng)硬度值越高,這些性能也就越好。在機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖紙上對(duì)性能的技術(shù)要求,往往只是標(biāo)注硬度值,其原因就在于此。
4. 硬度測(cè)定后由于僅在金屬表面局部體積內(nèi)產(chǎn)生很小的壓痕,并不損壞零件,因而適合于成品檢驗(yàn)。
5. 設(shè)備簡(jiǎn)單,操作迅速方便。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐饕橇私庥捕葴y(cè)定的基本原理及應(yīng)用范圍;布氏、洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和操作方法。