金属材料的力学性能及测定 12材料的硬度

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1、1-1课题二材料的硬度1-2教学重点硬度指标的表示方法和实际应用。教学难点布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度本课题重点与难点1-3金属材料抵抗其他更硬物体压入表面的能力称为硬度，是衡量材料软硬程度的判据，它表征材料抵抗表面局部弹性变形、塑性变形或抵抗破坏的能力。材料的硬度越高，其耐磨性越好。1.2.1布氏硬度布氏硬度是用单位压痕面积的力作为布氏硬度值的计量即试验力除以压痕表面积，符号用HBS（用淬火钢球压头）或HBW（用硬质合金压头）表示，即：1-4布氏硬度表示方法：1.2.1布氏硬度硬度值一般不标单位。当

2、压头为淬火钢球时，用HBS表示；当压头为硬质合金时，用HBW表示。符号HBS或HBW之前写出硬度值，符号后面用数字依次表示压头直径、试验力及试验力保持时间（10～15s不标）等试验条件。例如，150HBS10/1000/30。一般在零件图或工艺文件上标注材料要求的布氏硬度时，不规定试验条件，只需标出要求的硬度值范围和硬度符号，如210～230HBS。1-5布氏硬度试验的优缺点：1.2.1布氏硬度优点是测定的数据准确、稳定、数据重复性强，常用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。缺点是对不同材

3、料需要更换压头和改变载荷，且压痕较大，压痕直径的测量也较麻烦，易损坏成品的表面，故不宜在成品上进行试验。1-61.2.2洛氏硬度洛氏硬度是用压痕深度作为洛氏硬度值的计量即，符号用HR表示，其计算公式为：1-7压头类型：1.2.2洛氏硬度淬火钢球压头多用于测定退火件、有色金属等较软材料的硬度，压入深度较深；金刚石压头多用于测定淬火钢等较硬材料的硬度，压入深度较浅。采用不同的压头与总试验力，组合成几种不同的洛氏硬度标尺。我国常用的是HRA、HRB、HRC三种，其中HRC应用最广。其试验规范见表1.1。洛氏

4、硬度无单位，须标明硬度标尺符号，在符号前面写出硬度值，如58HRC、76HRA。试验规范及表示方法:1-8洛氏硬度试验的优缺点：1.2.2洛氏硬度优点是操作迅速、简便，硬度值可从表盘上直接读出；压痕较小，可在工件表面试验；可测量较薄工件的硬度，因而广泛用于热处理质量的检验。缺点是精确性较低，硬度值重复性差、分散度大，通常需要在材料的不同部位测试数次，取其平均值来代表材料的硬度。此外，用不同标尺测得的硬度值彼此之间没有联系，也不能直接进行比较。1-91.2.3维氏硬度维氏硬度也是以单位压痕面积的力作为硬

5、度值计量。试验力较小，压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，见图所示。维氏硬度用符号HV表示。维氏硬度表示方法：在符号HV前方标出硬度值，在HV后面按试验力大小和试验力保持时间（10～15s不标出）的顺序用数字表示试验条件。例如：640HV300。1-10维氏硬度试验的优缺点：1.2.3维氏硬度优点是可测软、硬金属，特别是极薄零件和渗碳层、渗氮层的硬度，其测得的数值较准确，并且不存在布氏硬度试验那种载荷与压头直径比例关系的约束。此外，维氏硬度也不存在洛氏硬度那样不同标尺的硬度无法统一的问题，而且

6、比洛氏硬度能更好地测定薄件或薄层的硬度。缺点是硬度值的测定较为麻烦，工作效率不如洛氏硬度，因此不太适合成批生产的常规检验。