金属材料的硬度检测方法
硬度是评价金属材料力学性能,衡量材料软硬的常用指标,代表材料抵抗局部变形的能力,广泛用于金属材料性能检测、工艺质量监督和新材料研发。硬度试验简单,不会破坏工件,常用于成品工件检测及机械装备和零部件现场试验。 硬度检测一般分为静力试验法和动力试验法,常用的洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度、努氏硬度、韦氏硬度及巴氏硬度等均属于静力试验法;肖氏硬度和里氏硬度属于动力试验法,试验力为动态、有冲击性。本文针对几种常见的硬度指标的测量原理、方法、执行标准和应用,以及硬度之间的转换关系作简单分析。 1.布氏硬度(Brinell Hardness, HB):使用一定直径的硬质合金球(如碳化钨球)在规定的试验力(F)作用下压入试样表面,经过规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(d)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。布氏硬度试验主要用于铸铁、非铁合金、低合金结构钢、退火及正火钢等。 2.洛氏硬度(Rockwell Hardness, HR):用金刚石圆锥或钢球压头在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕深度确定材料的硬度。洛氏硬度分为不同的标尺,包括HRA、HRB、HRC等,适用于不同的材料和硬度范围。洛氏硬度试验是应用最广的硬度试验方法之一,因其操作简便、测量迅速、压痕小、对试样表面破坏小等优点而得到广泛应用。 3.维氏硬度(Vickers Hardness, HV):使用面角为136°的金刚石正四棱锥体压头,在规定的试验力(F)作用下压入试样表面,保持规定时间后卸除试验力,测量压痕两对角线长度。维氏硬度值是以试验力除以压痕表面积所得的商。维氏硬度试验适用于测量小件、薄件或表面层硬度,也可测量硬度梯度较大的材料。 1.肖氏硬度(Shore Hardness, HS):利用动态冲击原理检测硬度的方法。肖氏硬度计是一种轻便的硬度测试仪器,适用于测量橡胶、塑料、皮革等软质材料的硬度。 2.里氏硬度(Leeb Hardness, HL):一种利用磁电感应原理测量材料硬度的无损检测方法。里氏硬度计适用于测量大型工件、重型零件、不便移动或不便拆卸的工件等。
此外,还有显微硬度测试方法,它通过在金属表面制备一道细小的压痕,用显微镜观察并测量压痕的长度和宽度,根据压痕的大小来确定硬度值。这种方法适用于测量薄小试样的硬度。
在选择硬度检测方法时,需要根据金属材料的类型、形状、尺寸、表面状态以及所需的精度等因素进行综合考虑。