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硬度的概念及表示方法

硬度是金属表面抵抗局部压入变形或刻划破裂的能力。它不是一个单纯的物理量,它是表征着结构钢材料的弹性、塑性、形变强化、强度和韧度等一系列不同物理量组合的一种综合性能指标。测定硬度方法很多,主要有压入法、回跳法和刻划法。在机械制造业中,主要采用压入法,压入法又分布为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

布氏硬度
用淬硬小钢球或硬质合金球,以相应的试验压力压入金属表面,经规定的保持时间后,以其压痕面积除加在钢球上的载荷所得之商,即为金属的布氏硬度数值。硬度小于450HBS时使用钢球测定。硬度小于等于650HBW时使用硬质合金球测定。

洛氏硬度
洛氏硬度是直接测定压痕深度,并以压痕深度表示材料的硬度。试验的压头采用1200的金刚石圆锥或不同直径的钢球。为了能用一种硬度计测定从软到硬的金属材料硬度,采用不同压头和总载荷,组合成几种不同的洛氏硬度标度,见表1。
表1    洛氏硬度符号及试验规范
硬度符号 压头类型    总试验力F 洛氏硬度范围
HRA 金刚石圆锥 588.4N 20~88HRA
HRB 1.5875mm钢球 980.7N 20~100HRB
HRC 金刚石圆锥 1.471kN 20~70HRC
HRD 金刚石圆锥 980.7N 40~77HRD
HRE 3.175mm钢球 980.7N 70~100HRE
HRF 1.5875mm钢球 588.4N 60~100HRF
HRG 1.5875mm钢球 1.471kN 30~94HRG
HRH 3.175mm钢球 588.4N 60~100HRH
HRK 3.175mm钢球 1.471kN 40~100HRK

维氏硬度
用49.03~980.7N以内的载荷,将顶角为1360的金刚石四棱角锥体压头入金属的表面,以其压痕面积除载荷所得之商,即为维氏硬度值,用HV表示,单位为MPa。HV能用于测定很薄(0.3~0.5mm)的金属材料,或厚度为0.003~0.05mm零件的表面硬化层(如镀铬、渗碳、氮化、碳氮共渗层等)的硬度。维氏硬度计测得的压痕,轮廓清晰,数值比较准确。

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资料来源:东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部
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