金属材料的机械性能检测--硬度检测


发布时间:2019-07-08 浏览量 60 views
摘要: 硬度表现的是材料在抵抗局部变形,尤其是在塑性变形、压痕或划痕的能力,反映了材料的软硬程度,也是体现材料的力学性能的一种。

上期我们说了材料的力学性能—拉伸性能,拉伸测试也是体现了材料的常规力学性能的一种方式,我们还可以通过材料的硬度来体现性能。任何的材料都有一定的硬度,测试橡胶大多数用邵氏硬度;测试塑料的大多数用球压痕硬度;测试金属材料的大多数用布、洛、维三种金属硬度。

硬度表现的是材料在抵抗局部变形,尤其是在塑性变形、压痕或划痕的能力,反映了材料的软硬程度,也是体现材料的力学性能的一种。

硬度也是金属材料力学性能中最常用的一个性能指标,在一定条件下反映材料在化学成分、组织结构和处理工艺上的不同差异。

硬度检测是在检查原材料、监督热处理工艺正确性以及在研究固态相变过程和研究新材料、新的合金中被广泛应用。

布氏硬度:

利用较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大,因而能测出试样较大范围的性能。得出的数值与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大,一般都用于。测量过程复杂费事。适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料,适用于原料及半成品硬度测量。

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测试原理:

在规定的载荷力(F)作用下,将所需要的直径(D)的硬质合金球压入试样表面,保持一定时间,然后去除检测力。测量试样表面上所压印痕直径(d)。根据d可以计算出压痕凹印面积(A)。

布氏硬度值是检测力除以压痕球形表面积(A)所得的商。

国家标准:GB/T231.1-2018金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法

 

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洛氏硬度:

采用测量压入深度的方式,硬度值可直接读出,该操作简单快捷,工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳,洛氏硬度的精度不如维氏、布氏。可以适用于成批量零部件检测,可现场或生产线上对成品检测。

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测试原理:

洛氏硬度检测法采用120°金刚石圆锥或淬火钢球、硬质合金球(按照不同指标选取)作为压头,在初始检测力F0作用下,再加上主检测力F1,在总检测力F作用下,将压头压入试样表面。之后卸除主检测力,在保留初始检测力F0测量压痕深度残余增量h,根据h值及常数N和S计算洛氏硬度。

国家标准: GB/T 230.1-2018 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法

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维氏硬度:

维氏硬度测量范围非常广泛,不仅可以测量高硬度材料,也可以测量材质较软的金属以及板材、带材,具有较高的精度。但测试比较精密,所以检测的效率会较低。

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测试原理:维氏硬度检测方法是用面为136°的正四棱锥体金刚石压头,在一定的静载荷力的作用下压入试样的表面,保持规定时间,再卸除检测力,来测量试样表面压痕对角线的长度。并据此计算出压痕凹印面积,维氏硬度是检测力除以压痕表面积所得的商。

国家标准:GB/ T4340.1-2009金属维氏硬度试验 第1部分:试验方法 

 

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总结:对于压入硬度中的布氏、洛氏和维氏硬度来说,经过长期的积累,系统的标准已经把它和与静强度指标(抗拉强度)建立了经验换算关系。因此只要通过硬度的测量便可间接推断其抗拉强度的大小,反之亦然。目前所用的换算标准:GB/T 33362-2016 金属材料 硬度值的换算

如何在我们平台进行硬度试验呢

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关键词 : 硬度、标准、金属
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