材料在其他静载荷下的力学性能详解.ppt

* 为了能在一台硬度计上测定不同软、硬或厚、薄试样的硬度，可采用不同的压头和试验力组合成几种不同的洛氏硬度标尺。用不同标尺测定的洛氏硬度符号在HR后面加标尺字母表示。字母有A、B、C…顺序至H、K九个，故格氏硬度标尺有九种，常用的为HRA、HRB和HBC三种。 6.2 硬度试验 * 洛氏硬度的表示方法： 硬度值、符号HR、标尺字母。 如60HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度值为60. B标尺洛氏硬度有两种材料的球压头，在硬度符号后面要加以明示：钢球用S表示；硬质合金球用W表示。 如60HRBW表示用硬质合金球压头在B标尺上测得的洛氏硬度值为60。 注意，使用两种类型材料的球压头，硬度测试的结果不同。 6.2 硬度试验 * 洛氏硬度的优点： 1. 操作简便、迅速、硬度值可直接读出； 2. 压痕较小，可在工件上直接实验； 3. 采用不同标尺可测定各种软硬不同的金属和厚薄不一的试样的硬度，可广泛用于热处理质量检验。 洛氏硬度的缺点： 1. 压痕较小，代表性差； 2. 若材料中存在偏析及组织不均匀等缺陷，则所测硬度值重复性差，分散度大； 3. 用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系，不能直接比较。 6.2 硬度试验 * 三、维氏硬度试验 维氏硬度试验的原理与布氏硬度相同，也是根据压痕单位面积所承受的试验力计算硬度值。 不同的是维氏硬度试验的 压头不是球体，而是两相 对面间夹角α为136°的金 刚石四棱锥体。 6.2 硬度试验 * 6.2 硬度试验 * 压头在试验力F（N）作用下将样品表面压出一个四方锥形的压痕，经一定保持时间后卸除试验力，测量压痕对角线平均长度d，d=(d1+d2)/2，来计算压痕的表面积A（mm2）。 6.2 硬度试验 * 维氏硬度值（HV）为试验力F除以压痕表面积A所得的商，即 维氏硬度值也不标注单位。 维氏硬度试验之所以采用正四棱锥体压头，是为了当改变试验力时，压痕的几何形状总保持相似，而不致影响硬度值。 6.2 硬度试验 * 维氏硬度试验常用试验力范围为49.03~980.7N。使用时应视零件厚度及材料的预期硬度，尽可能选取较大试验力，以减小压痕尺寸的测量误差。 6.2 硬度试验 * 如果维氏硬度试验时选用的试验力较小，达到0.098~0.9807N，则可测定金属箔、极薄的表面层的硬度以及合金中各种组成相的硬度。因为压痕尺寸较小，为了提高测量精度，需要配用显微放大装置。这就是显微维氏硬度（显微硬度）。 6.2 硬度试验 * 维氏硬度值的标注： “数字＋HV＋数字/数字”的形式。 HV前面的数字表示硬度值，HV后面的数字表示试验所用载荷和载荷持续时间。若载荷持续时间为10-15s则可不标出持续时间。 例如:640HV30/20表示：载荷30kgf作用下，持续20s测得的维氏硬度为640； 600HV30表示：用30kgf试验力保持10～15s测定的维氏硬度值为600。 6.2 硬度试验 * 维氏硬度的优点： 1. 不存在布氏硬度试验时要求试验力F与压头直径D之间所规定条件的约束，也不存在洛氏硬度实验时不同标尺的硬度值无法统一的弊端； 2. 试验力可以任意选择，压痕测量精度较高，硬度值较精确。 维氏硬度的缺点： 需要通过测量压痕对角线长度后才能进行计算或查表，工作效率比洛氏硬度法低得多。 6.2 硬度试验 * 四、其他硬度试验方法 （一）努氏硬度试验 与显微维氏硬度相比有两点不同： （1）压头形状不同。 两个对面角不等的四角棱锥金刚石压头，对面角分别为为172°30′和130°，所以试样上得到的是长、短对角线长度比（l/w）为7.11的棱形压痕。 （2）硬度值不是试验力除以压痕表面积，而是除以压痕投影面积。 6.2 硬度试验 * 努氏硬度试验由于压痕细长，只需测量对角线的长度，所以精确度较高，对于表面淬硬层或渗层、镀层等薄层区域的硬度测定以及渗层截面上硬度分布的测定较为方便。 6.2 硬度试验 * （二）肖氏硬度和里氏硬度试验 肖氏硬度： 将一定质量的带有金刚石圆头或钢球的重锤，从一定高度落于金属试样表面，根据重锤回跳的高度来表征硬度值的大小，也称为回跳硬度。 肖氏硬度的符号用HS表示。 6.2 硬度试验 * 里氏硬度： 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（碳化钨球）的回弹速度表征金属的硬度值。 里氏硬度的符号为HL。 肖氏硬度汁和里氏硬度计均为手提式，使用方便，可在现场测量大型工件的硬度。 6.2 硬度试验 * * （2）扭转屈服点τs 具有明显拉伸物理屈服现象的金属材料，扔转试验时也同样有屈服现象。在扭转曲线或试验机扭矩度盘上读出屈服时的扭矩Ts，则扭转屈服点τs为 τs =Ts/W W是试样抗扭截面系数