鋼材的三種硬度(dù)標準
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表麵的能(néng)力,稱為硬度。根據試驗(yàn)方法和(hé)適用範圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維(wéi)氏(shì)硬度、肖氏硬度、顯微(wēi)硬度和高溫硬度等。對於管材一般常用的有布(bù)氏、洛氏、維氏硬度三種。

A、布氏硬(yìng)度(HB)
用一定直徑的鋼(gāng)球或硬質合金球,以規定的試驗力(F)壓入式樣表麵,經規定保持時間後卸除試驗力,測(cè)量試樣表麵的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以(yǐ)試(shì)驗力除以壓痕球形表麵積所得的商。以HBS(鋼球)表(biǎo)示,單位為N/mm2(MPa)。
其計算公式為:
式中:F--壓入金屬試樣表麵(miàn)的試驗力(lì),N;
D--試驗用鋼球直徑,mm;
d--壓痕平均(jun1)直徑,mm。
測定布(bù)氏硬度較準確可靠(kào),但一般(bān)HBS隻適用於(yú)450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對於較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼(gāng)管標準中,布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑d來表示該材(cái)料(liào)的硬度,既直觀,又方便。
舉例:120HBS10/1000130:表示用(yòng)直徑10mm鋼球在1000Kgf(9.807KN)試驗力作用下,保持30s(秒)測(cè)得的布氏硬度值為120N/ mm2(MPa)。
B、洛氏硬度(HR)
洛氏硬度試驗同(tóng)布氏硬度試驗一樣,都是壓痕試驗方法。不同的是,它是(shì)測量壓痕的深度。即,在初邕試驗力(Fo)及總試(shì)驗力(F)的先後作用下,將(jiāng)壓頭(tóu)(金(jīn)鋼廠圓錐(zhuī)體(tǐ)或鋼球)壓入試樣表麵,經規(guī)定(dìng)保持時間後,卸除主試驗力,用測量的殘餘(yú)壓痕深度增(zēng)量(e)計算硬度值(zhí)。其值是個無名數,以符號HR表示,所用標尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等(děng)9個標尺。其中常(cháng)用於鋼材(cái)硬度試驗的標尺一般為(wéi)A、B、C,即HRA、HRB、HRC。
硬度值用下式計算:
當用A和C標尺試驗時,HR=100-e
當(dāng)用B標尺試驗時,HR=130-e
式中e--殘餘壓痕深度增量,其什係以規定單(dān)位0.002mm表示,即當壓頭(tóu)軸(zhóu)向位移一個單位(0.002mm)時,即相當於洛氏硬度變化一個數。e值愈大,金屬的硬度(dù)愈低,反之則硬度愈高。
上述三個標尺適用範圍如(rú)下:
HRA(金剛石圓錐壓頭)20-88
HRC(金剛石圓錐壓頭)20-70
HRB(直徑1.588mm鋼球壓頭)20-100
洛氏硬度試驗是目前應用很(hěn)廣的方法,其中HRC在鋼管標準中使用僅(jǐn)次於布氏硬度HB。洛氏硬度可適用於測定由極軟到極硬的金屬材料,它彌補了布氏法的不(bú)是(shì),較布氏法簡便,可直接從硬度機(jī)的表盤讀出硬度值。但是,由於(yú)其壓痕小,故硬度值不(bú)如布氏法準(zhǔn)確。
C、維氏硬度(dù)(HV)
維(wéi)氏(shì)硬度試驗也是一種壓痕試驗方法,是將一個相對麵夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以(yǐ)選定的試驗力(F)壓入試驗表麵,經規定保持時間後卸除試驗(yàn)力,測(cè)量壓(yā)痕兩對角線長度。
維氏硬度值是試驗力除以壓痕表麵積所得之商,其計算公式為:
式中:HV--維氏硬度符號,N/mm2(MPa);
F--試驗力(lì),N;
d--壓痕兩對角線的算術平均值,mm。
維氏硬度采用的試(shì)驗力F為5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)Kgf(N)等六級,可測硬度值範圍為(wéi)5~1000HV。
表示方法舉例:640HV30/20表示用30Hgf(294.2N)試驗力保持20S(秒(miǎo))測定的維氏硬度值為640N/mm2(MPa)。
維氏(shì)硬度法可用(yòng)於(yú)測定很薄的金屬材(cái)料和表麵層硬度。它具有布氏、洛氏法的(de)主要優點,而克服(fú)了它們的基(jī)本缺點,但不如洛氏法簡便。維氏法在(zài)鋼管標準中很少用。
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