金屬硬度指标的实际应用.docVIP

金属硬度指标的实际应用 钢铁研究总院 张久龙 摘要：本文从生产实际出发，探讨了各项硬度指标的应用。指出了产品的设计者应遵循的硬度制定原则；分析了质量测试人员应遵循的测试原则和 解决硬度测试难题的方法。 关键词：硬度标准 实际应用 Introducing the actual application of the metal hardness standard Central iron and steel Research Institute 100081 Zhang Jiulong Yang zhigang Summary: This article has discussed the applications of every hardness standards in the work fact. And point out the principle of the deviser must keep to. Analysis the principle and method of the quality testing personnel must keep to in the solving the hardness test problem. Key words: hardness standard application 引言 纵观所有热处理技术书籍，着重探讨硬度指标的应用和解决方案的章节几乎没有。而在各理工大学的教材中，关于硬度的应用，也只是以短短的几张篇幅来介绍硬度标准的基本概念，并没有讲解如何应用。 怎样去制定硬度指标；怎样去实现硬度指标的测量；当今的硬度计的发展到了怎样的技术水平。这些问题在热处理这个课题里一直都没有被充分的重视，更没有热处理专家去专门进行研究，并将这几个问题很好地予以解决。 在实际工作中，工艺部门负责热处理工艺的编制，而质量检验部门（理化室）负责热处理后的产品硬度的检验。有的时候，工艺编制人员从充分体现材料的热处理结果的角度出发，制定硬度指标。但这种硬度指标的制定往往没有充分考虑产品的实际情况，使得质检人员无法进行检验工作，导致了工作矛盾。怎样解决这一矛盾，这是本文讨论的重点。 热处理工艺编制中硬度指标的选择 对于产品设计人员和热处理工艺编制工程师来说，要制定合理的硬度指标，首先，必须很好地理解各项硬度标准的准确含义，然后才可能根据热处理工艺及其它的因素来制定硬度指标。 硬度标准的含义及适应范围 什么是硬度，简单地说，硬度是指物体抵抗外力对其进行变形的能力。这种抵抗力越强，则硬度值越高，反之，硬度就越低。 2.1.1金属硬度标准主要有以下几种*1： 金属布氏硬度HB——采用硬质合金球压头，在一定的载荷（试验力）下，以压入金属的压痕面积来衡量金属的硬度。 金属洛氏硬度HR——采用圆锥金刚石压头，在一定的预载荷（试验力）和工作载荷（试验力）下，以压入金属的压痕深度差来衡量金属的硬度。 金属维氏硬度HV——采用菱形金刚石压头，在一定的载荷（试验力）下，以载荷（试验力）同压痕的对角线的平方的比值来衡量金属的硬度。 金属努氏硬度HK——采用横截面对角线为1：7的菱形金刚石压头，在一定的载荷（试验力）下，以载荷（试验力）同压痕的长对角线的平方的比值来衡量金属的硬度。 金属里氏硬度HL——采用冲击体，冲击金属表面，以距金属表面1mm处的速度之比，来衡量金属的硬度。 金属肖氏硬度HS——采用冲击体，冲击金属表面，以冲击体撞击金属前和撞击后的高度之差，来衡量金属的硬度。 2.1.2各种金属硬度适应的范围 如果把硬度比做一个由低到高的线段，那么每个硬度指标都有它所对应的范围。见下图 硬度值 维氏硬度 里氏硬度 布氏硬度 洛氏硬度 如图所示，维氏硬度的适应范围最宽，维氏硬度的定义决定了它能够覆盖了金属所有的硬度范围。布氏硬度主要用在测量较软的金属硬度上，洛氏硬度主要用在较硬的金属的硬度测试上。对于动载荷（试验力）的里氏硬度，其主要适应于中等硬度范围。 2.1.3 各种硬度标尺的载荷（试验力） 洛氏（含表面洛氏）硬度标尺的载荷（试验力）为：15——150kg 布氏硬度标尺的载荷（试验力）为：15.6——3000kg（ISO标准还有更小的载荷（试验力）） 维氏（含显微维氏及努氏）硬度标尺的载荷（试验力）为：0.001——100kg 选择硬度标尺的原则 在实际应用中，一般应遵照“宁大勿小”的原则来制定硬度标尺，这个原则包括以下意义： 载荷（试验力）：宁大勿小 压头：宁大勿小 为什么应该这样选择硬度标尺那？我们知道，载荷（试验力）越大，压入的深度就越大，对样品的表面粗糙度要求就越低；压头尺寸越大，对组织局部的不均匀性的敏感度就越低，反映材料综合硬度指标的真实性就越高