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更新時間：2014-07-21
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硬度材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。早在1822年，Friedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上zui硬的和zui軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計。按照他們的軟硬程度分為十級：1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）螢石 5）磷灰石 6）正長石 7）石英8）黃玉 9）剛玉 10）金剛石各級之間硬度的差異不是均等的，等級之間只表示硬度的相對大小。試驗鋼鐵硬度的zui普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法這種方法不太科學。用硬度試驗機來試驗比較準確,是現代試驗硬度常用的方法。常用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測試方法硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。 布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（參照GB/T231－1984），生產中常用布氏硬度法測定經退火、正火和調質得剛健，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結構鋼等毛胚或半成品的硬度。 洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產中HRC用得zui多。壓痕較小，可測較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測量極薄試樣。1、鋼材的硬度 ：金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同， 常規表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。 HB應用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區別在于硬度計之測頭不同，布氏硬度計之測頭為鋼球，而洛氏硬度計之測頭為金剛石。 HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度計，測量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回彈速度）/ VA（沖擊速度）。 便攜式里氏硬度計用里氏（HL）測量后可以轉化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測量硬度值。 2、HB - 布氏硬度； 布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測金屬表面，保持規定時間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。 3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示： HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度*的材料(如硬質合金等)。 HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。 HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。 另外： 1.HRC含意是洛式硬度C標尺， 2.HRC和HB在生產中的應用都很廣泛 3.HRC適用范圍HRC 20--67，相當于HB225--650 若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。 若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗載荷為一確定值，中國標準是150公斤力。 布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質合金球（HBW），試驗載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。 5.洛式硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數點求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測一類。 布式硬度壓痕較大，測量值準，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測一類。 6.洛式硬度的硬度值是一無名數，沒有單位。（因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。） 布式硬度的硬度值有單位，且和抗拉強度有一定的近似關系。 7.洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產中。 布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑，然后查表或計算，操作較繁瑣。 8.在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC≈1/10HB。 硬度試驗是機械性能試驗中zui簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗，生產上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關系。 實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。 另外,天然水中的鈣美含量也用硬度表示.我國規定的硬度是:1L水中含的鈣鹽,鎂鹽折合成CaO和MgO的總量相當于10mgCaO(將MgO也換算成CaO)時,其硬度是1°.水的硬度是水質的重要指標,通常分為五類:很軟水 軟水 中硬水 硬水 很硬水0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°強度金屬材料在外力作用下抵抗*變形和斷裂的能力稱為強度。按外力作用的性質不同，主要有屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等，工程常用的是屈服強度和抗拉強度，這兩個強度指標可通過拉伸試驗測出強度是指零件承受載荷后抵抗發生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。也就是說，強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。強度是機械零部件首先應滿足的基本要求。機械零件的強度一般可以分為靜強度、疲勞強度（彎曲疲勞和接觸疲勞等）、斷裂強度、沖擊強度、高溫和低溫強度、在腐蝕條件下的強度和蠕變、膠合強度等項目。強度的試驗研究是綜合性的研究，主要是通過其應力狀態來研究零部件的受力狀況以及預測破壞失效的條件和時機。強度是指材料承受外力而不被破壞(不可恢復的變形也屬被破壞)的能力.根據受力種類的不同分為以下幾種:(1)抗壓強度--材料承受壓力的能力.(2)抗拉強度--材料承受拉力的能力.(3)抗彎強度--材料對致彎外力的承受能力.(4)抗剪強度--材料承受剪切力的能力.
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