ASME标准讲解3(材料硬度、疲劳

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1、硬度(hardness)1.定义：是指材料抵抗其它更硬物体压入其表面的能力。ASMESA370-2001给出各种不同试验结果的对照表以及相应的大致抗拉强度。2.硬度试验方法：（1）压入法（2）划痕法（3）回跳法布氏硬度HB：ASTME10洛氏硬度HR：ASTME18维氏硬度HV：ASTME压入法(一)布氏硬度HB(Brinell-hardness)布氏硬度计观看布氏硬度1.压头：淬火钢球HBS硬质合金钢球HBW2.试验原理：用一定直径的压头（球体），以相应试验力压入待测表面，保持规定时间卸载后，测量材料表面压痕直

2、径，以此计算出硬度值。FFHB=——=————SDhDh=———2Dd——–——2222布氏硬度值450的材料选用淬火钢球压头例如：200HBS350HBS布氏硬度值450~650的材料选用硬质合金球压头例如：550HBW600HBW3.标注：符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。4.特点：优点：测量误差小（因压

3、痕大），数据稳定，重复性强。缺点：压痕面积较大，测量费时。应用：常用于测量较软材料、灰铸铁、有色金属、退火正火钢材的硬度。不适于测量成品零件或薄件的硬度。(二)洛氏硬度HR(Rockwllhardness)1.压头：120º金刚石圆锥体钢球钢球HRAHRCHRB2.试验原理：用锥顶角为120°的金刚石圆锥或直径1.588mm的淬火钢球，以相应试验力压入待测表面，保持规定时间卸载后卸除主试验力，以测量的残余压痕深度增量来计算出硬度值。00112332h1h2h3h1-1初载10kgh12-2总载150kgh23-3

4、卸载140kgh3最后测得：残余压痕深度增量hHR=C-h/0.002h=h3-h1HR=h/0.002洛氏硬度值的表示：70~85HRA25~100HRB20~70HRCHRA、HRB、HRC分别测得的硬度，不可直接比较大小例如：50HRC<70HRA〤50HRB>40HRC〤3.特点：优点：测量操作简单，方便快捷，压痕小；测量范围大，能测较薄工件。缺点：测量精度较低，可比性差，不同标尺的硬度值不能比较。是生产中应用最广泛的硬度试验方法。可用于成品检验和薄件表面硬度检验。不适于测量组织不均匀材料。应用：(三)维

5、氏硬度HV(diamondpenetratorhardness)维氏硬度计1.压头：锥面夹角为136º的金刚石正四棱锥体2.试验原理：与布氏硬度试验原理基本相同。只是压头改用了金刚石四棱锥体。以一定的试验力将压头压入试样表面，保持规定时间卸载后，在试样表面留下一个四方锥形的压痕，测量压痕两对角线长度，以此计算出硬度值。2.试验原理：用压痕两对角线的平均长度来计算。HV=F/Saad3.标注：与布氏硬度基本相同，在后面要标注试验条件—试验力和保持时间（10~15S不标）。例：580HV30表示用30kgf(294

6、.2N)试验力保持10~15S测定的维氏硬度值为580。4.特点：优点：适用范围广，从极软到极硬材料都可测量;测量精度高，可比性强；能测较薄工件。缺点：测量操作较麻烦，测量效率低。应用：广泛用于科研单位和高校，以及薄件表面硬度检验。不适于大批生产和测量组织不均匀材料。韧性(toughness):材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。冲击试验ASTME231.定义：冲击试验机冲击试样和冲击试验示意图2.金属的夏比冲击试验:试样冲断时所消耗的冲击功Ak为:Ak=mgH–mgh(J)g冲击韧度ak就是试样缺口处单位截面积

7、上所消耗的冲击吸收功。AKak=(J/cm²)S03.韧脆转变温度:-40-20020204060akT(ºc)T↓，ak急剧↓韧性→脆性脆性转变温度FATT50金属材料的韧脆转变温度↓，材料的低温冲击韧性愈好。冲击试验中的侧向膨胀量“侧向膨胀值——按照ASTMA370的技术要求”。测微仪的读数也应得到认可，并应该预先注意以下事项：——eL=（e—e1）mm其中eL=侧向膨胀值；——试样两个平分段的A和B面，必须处于精确的同一平面（P）中。——侧向膨胀值应取3次不同测量结果的平均值。Pellini落锤试验（TND

8、T温度的确定）试样制备及试验条件应符合ASTME208标准规定的要求。在进行每组试验前应确保重锤是从正确的高度（在+10%到—0%的误差范围内）自由坠落的。所用重锤的重量也是已知的。采用P3型试样，其尺寸如图MC1230.1所示。如果技术规范中规定的RTNDT≤0℃，则按表MC1230.1所列温度进行试验；如果技术规范中规定的RTNDT≤16℃，则按表MC1230.2所列