硬度2010.ppt

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1、材料物理性能---硬度2.4材料的硬度1.硬度实验的意义2.硬度实验方法高精度超薄超硬切割刀具超硬材料磨盘1.硬度实验的意义1.1硬度的定义硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能。1.2硬度的实验方法分类按照加载方式分压入法刻划法莫氏硬度顺序法、锉刀法等动载压入法：超声波硬度、肖氏硬度、捶击式布氏硬度静载压入法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度材料物理性能---硬度1.3硬度值的物理意义压入法：表征材料表面抵抗外物压入时引起塑性变形的能力。划刻法：表征材料表面对局部切断破坏的抗力。硬度是指材料表面上

2、不大体积内抵抗变形或破裂的能力。材料物理性能---硬度2.硬度实验方法布氏硬度洛氏硬度维氏硬度与显微硬度其他硬度：奴氏硬度、肖氏硬度、莫氏硬度等材料物理性能---硬度2.1布氏硬度原理：用一定的压力将淬火钢球或硬质合金球压头压入试样表面，保持规定的时间后卸除压力，试件表面留下压痕，单位压痕表面积上所承受的平均压力即定义为布氏硬度值，符号用HB表示。材料物理性能---硬度2.1.1布氏硬度实验原理图和计算方法材料物理性能---硬度压头为淬火钢球，HBS；压头为硬质合金球，HBWHBS或HBW之前的数字表示硬

3、度值，其后的数字依次为压头直径、压力和保持时间。例：150HBSl0／3000／30表示用10mm直径淬火钢球，加压3000kgf，保持30s，测得的布氏硬度值为150；500HBW5／750，表示用硬质合金球，压头直轻5mm，加压750kgf，保持10-15秒(保持时间为10-15时，可不加标注)，测得布氏硬度值为500。符号表示材料物理性能---硬度由于不同材料的硬度不同，试件的厚度不同，测定布氏硬度时需选用不同直径的压头和压力。要在同一材料上测得相同的布氏硬度，或在不同的材料上测得的硬度可以相互比较

4、，压痕的形状必须相似，压入角应相等。大量实验表明，F/D2为常数时，压入角相等，此即压痕几何相似原理。国标GB6270－86根据材料的种类及布氏硬度范围，见表2-2（教材）。3.1.3压痕几何相似原理材料物理性能---硬度计算方法材料物理性能---硬度试件的厚度应大于压痕深度的10倍。尽可能选用大直径的压头。根据材料及其硬度范围，参照表2-2选择F/D2，保证压入角在28-74o，压痕直径d在（0.25–0.6）D范围。测试加载压力与试件表面垂直，均匀平稳，无冲击。压力作用下的保持时间有规定，对黑色金属应

5、为10秒，有色金属为30秒，对HB＜35的材料为60秒。3.1.4加载参数的选定材料物理性能---硬度优点：压痕面积大，能反映出较大范围内材料各组成相的综合平均性能，不受个别相和微区不均匀性的影响。布氏硬度分散性小，重复性好。3.1.6布氏硬度的特点和适用范围缺点：由于压痕面积大，不适于成品件；测硬度不同的材料需要更换压头直径和载荷；压痕直径测量麻烦。适合于测定粗大晶粒或粗大组成相的材料的硬度，灰铸铁和轴承合金等。材料物理性能---硬度原理：洛氏硬度是直接测量压痕深度，压痕愈浅表示材料愈硬。如右图所示由于

6、深度可直接用百分表测出，洛氏硬度无需计算公式。2.2洛氏硬度材料物理性能---硬度洛氏硬度试验机2.2.1实验设备材料物理性能---硬度先加10kgf预载，压入材料表面的深度为t0，此时将表盘上指针调零(上图a)。然后再加上F2主载荷，压头压入表面的深度为h2，表盘上的指针逆时针方向转到相应的刻度(上图b)卸除主载荷以后，表面变形中的弹性部分将回复，压头将回升一段距离h3，则实际压入深度为h=h2－h3。(上图c)为符合普通思维，即数值越大越硬，规定：h＝kmm时,HR＝0；h＝0,HR＝100，压痕深度

7、每增0.002mm,HR降低1个单位。于是有HR=(k-h)/0.002。2.2.2洛氏硬度的试验方法材料物理性能---硬度常用压头：顶角为1200的金刚石圆锥体；直径为Φ1.588mm、3.175mm的淬火钢球压头。实验程序：先加10kg预压力，再加主压力。预压力+主压力=总压力，总压力视材料的软硬而定；“不同压头,不同的总压力”组成不同的洛氏硬度标尺。常用标尺：常用A、B和C三种标尺，C标尺最普遍。用这三种标尺的硬度记为HRA、HRB和HRC。材料物理性能---硬度2.2.3洛氏硬度的特点优点：①硬度

8、值可从硬度机的表盘上直接读出，简便迅速,工效高；②对试件表面造成的损伤较小，可用于成品零件的质量检验；③加有预载荷，可以消除表面轻微的不平度对试验结果的影响。缺点:①不同标尺的洛氏硬度值无法相互比较。②由于压痕小，所以洛氏硬度对材料组织不均匀性很敏感，测试结果比较分散，重复性差.材料物理性能---硬度2.2.4表面洛氏硬度洛氏硬度施加的压力大，不宜用于测定极薄的工件和表面硬化层,因此发展了表面洛氏硬度试验。与普通洛氏硬度主要不