金属硬度检测方法.ppt

金属硬度检测方法
杭州易辰孚特汽车零部件有限公司
硬度检测方法
硬度:是评定金属材料力学性能最常用的指
标之
硬度的实质:是材料抵抗另一较硬材料压入
的能力
硬度检测:是评价金属力学性能最迅速、最
经济、最简单的一种试验方法
硬度检测的主要目的:就是测定材料的适用
性,或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化
处理的效果。
对于被检测材料而言,硬度是代表着在
定压头和试验力作用下所反映出的弹性、
塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量
的综合性能
由于通过硬度试验可以反映金属
材料在不同的化学成分、组织结构和热处理
工艺条件下性能的差异,因此硬度试验广泛
应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质
量和新材料的研制
金属硬度检测主要有两类试验方法
类是静态试验方法,这类方法试验力的
施加是缓慢而无冲击的
硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕
投影面积或压痕凹印面积的大小
静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努
氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验
方法是最常用的,它们是金属硬度检测的主要
试验方法。而洛氏硬度试验又是应用最多的
它被广泛用于产品的检验。据统计,目前应用
中的硬度计70%是洛氏硬度计
另一类试验方法是动态试验法,这类方
法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里
包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主
要用于大型的,不可移动工件的硬度检测
各种金属硬度计就是根据上述试验方法
设计的
下面分别介绍基于各种试验方法的硬度
计的原理、特点与应用
布氏硬度测定法
布氏硬度计原理
对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验
力P,使压头压入试样表面,经规定的保持时
间后,除去试验力,测量试样表面的压痕直径d,
布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算
P/F即为布氏硬度,用符号HB表示。布氏硬
度的测量原理如图所示
布氏硬度计的特点
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,
由于通常采用的是10mm直径球压头,3000kg
试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内
金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别
组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用
于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金
属材料
它的试验数据稳定,重现性好,精度高于
洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度
值之间存在较好的对应关系
布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品
检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,
测量操作和压痕测量都比较费时,并且由
压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压
痕直径的测量产生较大误差
因此要求操作者具有熟练的试验技术和
丰富经验,一般要求由专门的实验员操作
布氏硬度计的应用
布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢
和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬
度与拉伸试验有着较好的对应关系
布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,
采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材
料
布氏硬度计多用于原材料和半成品的检
由于压痕较大,一般不用于成品检测。
布氏硬度试验条件
布氏硬度试验条件的选择如同洛氏硬度试验关
于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条
件的选择问题,即试验加F和压头球直径D的选择
这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并
且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起
来比洛氏硬度试验略显复杂
布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直
径的球压头,3000kg试验力。这一条件最能体现布
氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,
试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自
然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方
面需要遵循相应规则。