金属材料硬度检测

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1、金属硬度检测方法硬度：是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质：是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测：是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的：就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。硬度检测方法：对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主

2、要有两类试验方法：一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是最常用的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。而洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验。据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各

3、种试验方法的硬度计的原理、特点与应用。布氏硬度测定法布氏硬度计原理：对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力P，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。P/F即为布氏硬度，用符号HB表示。布氏硬度的测量原理如图所示。布氏硬度计的特点：布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm直径球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数

4、据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，测量操作和压痕测量都比较费时，并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差。因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验，一般要求由专门的实验员操作。布氏硬度计的应用：布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试，锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢，采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测

5、，由于压痕较大，一般不用于成品检测。布氏硬度试验条件：布氏硬度试验条件的选择如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样，布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题，即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的，而是要遵循一定的规则，并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配，应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头，3000kg试验力。这一条件最能体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同，硬度不同，试样大小，薄厚也不同，一种试验力，一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循相应规则。压头直径有Φ2.5mm，Φ5m

6、m，Φ10mm三种;载荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种;材料的软硬不同要配合使用。为了在不同直径的压头和不同载荷下进行测试时，同一种材料的布氏硬度值相同。D与P之间要满足相似原理。金属类型布氏硬度范围HB试件厚度mm载荷P与压头直径D的关系钢球直径D.mm载荷P.Kg载荷保持时间，s黑色金属140~1506~34~3<2P=30D2105.02.53000750187.510<140>66~3<3P=10D2105.02.5100025062.510有色金属>1306~34~3<2P=30D2105.

7、02.53000750187.53036~1309~-36~3<3P=10D2105.02.5100025062.5308~35>66~3<3P=2.5D2105.02.525062.515.630布氏硬度的实验规范布氏硬度的表示方法：用Φ10mm钢球，在3000kg载荷下保持10s，测得的布氏硬度值表示为字母HB加上所测得的硬度值，例如HB400。在其他试验条件下，在HB后面要注明钢球直径、载荷大小及保载时间。例如：130HBW10/1000/30表示用Φ10mm的硬质合金球在9.807kN载荷下保持30s测得的布氏硬度为130。硬度值