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材料力学性能第三章.docx


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材料力学性能第三章.docx
文档介绍:
材料力学性能第三章.docx第三章材料的硬度
硬度是衡量材料软硬程度的一种性能指标。硬度值的 大小不仅取决于材料的成份和显微组织,而且取决于测量 方法和条件。测定硬度的方法很多,主要有压入法、回跳 法和刻划法三大类。用不同的方法测定的硬度具有不同的 意义,例如压入法硬度值表征金属塑性变形抗力及应变硬 化能力;回跳法硬度值主要表征金属弹性变形功的大小; 划痕法硬度值主要表征金属切断强度。目前还没有统一而 确切的关于硬度的物理学定义。一般指金属表面抵抗局部 压入变形或刻划破裂的能力。
硬度试验一般仅在金属表面局部产生很小的痕迹,因 而很多机件表面可在成品上试验而无需专门加工试样;因 其设备简单,操作方便、迅速,同时又能敏感地反映出金 属材料的化学成份和组织结构的差异,因而广泛用于检查 金属材料的性能、热加工工艺的质量或研究金属组织结构 的变化,也用于检查金属表面层的质量(如脱碳)、表面淬 火和化学热处理后的表面性能等。
在机械制造行业中,主要采用压入法(其中又包括布 氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度多种,本章将做 重点介绍。
压入硬度试验方法的应力状态软性系数a>2.0,几乎所 有的金属材料在这种应力状态下都能产生塑性变形。因此, 这种试验方法不仅可以测定塑性金属材料的硬度,也可测 定淬火钢、硬质合金甚至陶瓷等脆性材料的硬度。
始于1900年
GB/T 231-84
GB/T 231.1-2002
§3.1布氏硬度
一、测试原理和方法
1.试验原理
A 兀Dh 兀。D-^D2-d2
择位:kgf;
尺寸单位:rnn 载荷单位如用N则 需要进行换算,公式 右乘以0. 102
用一定的压力将淬火钢球或硬质合金球压头压入试样 表面,保持规定的时间后卸除压力,在试样表面留下压痕, 单位压痕表面积(A)所承受的平均压力定义为布氏硬度值。

图4.1布氏硬度试验的原理图
(a)钢球压入试样表面;(b)卸载后测定压痕直径d

原标准压球可用硬质合金球(标为HBW),也可用淬 火钢球(标为HBS),现标准规定只用硬质合金球,统一为 HBW,同时■载荷尸单位统一为牛顿(N),贝土
0.102户 0.204P
HBW = = 1=
A 兀D D-^D~-d2
2,试验规范
材料不同、厚度不同,则测时需要选用不同直径的压 头和压力,为了具有不同试验条件下的试验结果具有可比 性,则要求同一材料,不同压力、不同压头直径的压痕具
d = Dsin —
2

A=A=......=旦=厂
D; D2
同时要求d控制在(0.24—0.6) D之间,
以保证得到


有效的硬度值。
。有10mm, 5mm、2.5mm和1mm四种,根据试样厚 度选择,h<5/10, 一般,尽量选用大直径(10mm)。
d易测,试验数据稳定,重复性好;
硬度值可以反映金属在较大范围内各组成相的平均 性能,不受个别组成相及微小不均匀性的影响
0.102P/D2 可选 30、15、10、5、2.5、1.25 和 1 七矛中, 其中30、15、2.5三种最为常用。
试验力保持时间为10〜15s (钢铁材料),有色金属可以 延长30s,软金属可为60s。
布氏硬度表示方法:
硬度值HBW球直径/试验力/力保持时间(10〜15s不
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  • 上传人小雄
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  • 时间2021-06-09