什么是金属的硬度?
硬度是金属材料力学性能中最常用的一个性能指标。
硬度检测又是最迅速最经济的一种试验方法。但是对于金属材料的硬度,至今国内外还没有一个包括所有试验方法在内的统一而明确的定义。一般说来,金属的硬度常被认为是:材料对压入塑性变形、划痕、磨损或切削等的抗力。
对于压入法来讲,也被认为是:材料在一定条件下抵抗另一本身不发生残余变形物体压入的能力。之所以存在上述两种说法,是因为“硬度”本身不是一个简单物理常数。它是一个不仅决定于所研究材料本身的宏观与微观条件(如宏观的变形程度,冷热加工条件,微观的金属晶体点阵类型、晶格常数和原子间的结合力等),而且也决定于测试的特征和条件量。可以这么说,对于被检测的材料而言,硬度是代表着在这一定的压头和力的作用下所反应的弹性、塑性、塑性形变强化率、强度、韧性以及抗摩擦性能等一系列不同物理量的综合性能指标。例如,将同样尺寸、相同材质的压头以同样大小的试验力分别压在铁和铜的表面上,去掉试验力后看到铁被压入的压痕深度浅,而铜被压入的压痕深度深,这表面铁的形变抗力比铜的形变抗力大,即铁比铜硬。而实质上在这一比较中,还包括了两种材料的不同弹性、塑性、塑性形变能力和形变强化率等因素在内。
另外,试验方法不同,硬度值的含义也不相同。例如布氏硬度试验,是比较不同材料单位面积上所受抗力的大小,而洛氏硬度没有量纲,只是在使用同一标尺条件下,以数值的大小来比较硬度值的高低。
因此,用更准确的定义去更科学的反应出硬度的客观实质,还有待于人们从实验中和对金属宏观和微观结构的深入研究中去获得。尽管如此,在不同试验方法的基础上,正确应用试验原理和试验条件,得出的试验结果对于各行各业正确使用金属材料、监视工艺的正确性、判定产品品质以及在科学试验中均有重大的实际意义。
为什么需要量测硬度?
硬度检测能成为力学性能试验中最常用的一种方法,是因为硬度检测的结果在一定条件下能敏感地反映出材料在化学成分、组织结构和处理工艺上的差异。这种方法在检查原材料、监督热处理工艺正确性以及在研究固态相变过程和研究啊新材料、新合金中被广泛地加以利用。
硬度测试技术的发展历史
1722年, Reaumer开发了“划痕棒”,从棒的一端到另一端的硬度逐渐变化,样品硬度通过在棒上可以得到划痕的位置来确定;
1822年,Mohs分度法用以度量矿物的硬度;
1899~1900年,瑞典工程师 Dr. J.A Brinell开发了钢球测试技术,后来称为布氏硬度试验法;
1906年,美国人肖尔(A F Shore)发明了肖氏回弹硬度
1919年,美国人Rockwell发明了洛氏( Rockwell )硬度试验法;
1925年,英国的R.Smith和G..Sandland发明的维氏( Vickers )硬度试验法在英国被采用;
1939年,美国人努普发明努氏( Knoop )硬度试验法被美国国家标准局采用;
1961年,美国人Dr. Claus Kleesattel发明了UCI接触阻抗法来测量材料的硬度;
1978年,瑞士人Dietmar Leeb博士首次提出的全新的硬度测量方法,它的定义是:用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面,用冲头在距离试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度之比计算出的数值,因LEEB博士提出而得名,故而叫里氏硬度 。
常用的金属硬度试验方法一般有如下分类:
按试验力施加速度分类:
1.静力试验法:施加试验力是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于被测试样表面压痕的状况,即压痕的深度、压痕的投影面积或压痕凹印面积的大小。这包括所有的静力压入法,如常用的布氏、洛氏、维氏、努普硬度试验方法等。
2.动力试验法:施加试验力特点是动态和具有冲击性,包括肖氏、里氏、锤击和弹簧加载力试验法等。
按试验力的大小分类:
1.宏观硬度试验法。试验力≥49.03N(≥ 5kgf);
2.小负荷硬度试验法。试验力1.961N~49.03N(0.2 ~ 5Kgf)
3.显微硬度试验法。试验力0.0098N ~ 1.96N(0.001 ~ 0.2Kgf)
4.超显微硬度试验法。试验力﹤ 0.0098N (0.001Kgf)
5.纳米硬度试验法。试验力﹤50nN
按试验温度分类:
1.常温硬度试验方法,在室温下进行。
2.低温硬度试验方法。在0°C以下某一特定温度下进行;
3.高温硬度试验方法。在室温以下某一特定温度下进行。
按试验原理分类:
1.可分为布氏、洛氏、维氏、努普、肖氏、里氏、韦氏、巴氏和划痕、锉刀
2.其他物理检测方法,如超声波、磁矫顽力、磁导率等。
见微知著,我们以中旺量仪的硬度计产品系为例来区分一下市面上主流硬度计的区别:
常见的硬度计有哪些种类
布氏硬度计对比表
洛氏硬度计对比表
显微维氏硬度计对比表
里氏硬度计对比表
超声波硬度计对比表
看了这么多,是不是觉得总有一款适合你?硬度测量仪器的多元化与日趋精准,为硬度测量提供了更好的暖床,如果你有任何硬度计上疑问,都可以来电垂询,我们一定竭尽所知回复您的问题。
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