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一文搞定金属硬度(附对照表)

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硬度,作为衡量材料软硬的指标,是材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。它的测试方法多种多样,主要有划痕硬度、压入硬度和回跳硬度三种。

划痕硬度主要用于比较不同矿物的软硬程度,通过将一根一端硬一端软的棒沿被测材料划过,根据出现划痕的位置判断材料的软硬。硬物体划出的划痕长,软物体划出的划痕短。

压入硬度则是金属材料测试的主要方法,通过用一定的载荷将规定的压头压入被测材料,以材料表面局部塑性变形的大小比较软硬。压入硬度有多种,包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等。

回跳硬度用于金属材料的测试,通过使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料,以试样在冲击过程中储存应变能的多少(通过小锤的回跳高度)确定材料的硬度。

常用的硬度对照表将HRC、HB和HRC相互关联,提供了一种方便的换算方式。对于切削加工,基本可统一换算1HRC≈10HB,硬度波动范围内的材料,1HRC≈11.5HB。

金属材料常见的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度属于压入硬度,硬度值反映材料表面抵抗另一物体压入时的塑性变形能力。回跳法(肖氏、里氏)测量硬度,硬度值代表金属的弹性变形功能。

布氏硬度使用淬火钢球或硬质合金球作为压头,通过计算试验力除以压痕表面积得到硬度值。HBS和HBW的区别在于压头的不同,HBS用于测定布氏硬度值在450以下的材料,而HBW用于测定布氏硬度值在650以下的材料。

洛氏硬度采用金刚石圆锥或淬火钢球作为压头,使用9种组合的试验力和压头,涵盖了几乎所有常用的金属材料。HRC标尺的使用范围是20~70HRC,小于20HRC和大于67HRC时,应改用HRB和HRA标尺。

维氏硬度采用金刚石正四棱锥压头,通过计算正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力得到硬度值。它适用于测量硬度为10~1000HV范围的材料。

里氏硬度使用装有碳化钨球头的冲击体,在一定力的作用下冲击试件表面,通过计算冲击后的反弹速度得到硬度值。里氏硬度仪操作简便、迅速,且无需工作台,适用于大、重型工件以及几何尺寸复杂工件的硬度测试。