显微硬度讲解.ppt

硬 度 的 测 定 硬度： 金属材料抵抗局部变形,特别是抵抗塑性变形、压痕或划痕的能力。也是衡量金属软硬程度的判据。 主 要 内 容 1、硬度的特点及应用 2、布氏硬度测试 3、洛氏硬度测试法 4、维氏硬度测试法 5、显微硬度测试法 硬度试验的特点及应用 试样制备简单，可在各种不同尺寸的试样上进行试验，试验后试样基本不受破坏； 设备简便，操作方便，测量速度快； 测量范围大:可大(多晶体)可小(单个晶粒、表面渡层、手表内部小零件等)、可软可硬各种金属件都可做硬度试验； 硬度与强度之间有近似的换算关系，根据测出的硬度值就可以粗略地估算强度极限值(如碳钢бb≈0.36HB)。 测定材料的硬度,定性分析材料的组织、性能; 测定脱碳层深度; 定性分析夹杂物性质, 组成相的性质等。 2.洛氏硬度测定法 2.1 洛氏硬度的测量原理 用顶角为120°的金刚石圆锥或φ为1.588mm的淬火钢球为压头,在规定载荷（初载荷及主载荷）的作用下压入材料表面,经规定保持时间后,卸除主试验力，根据压痕深度来确定硬度值。图1表示了洛氏硬度的测量原理。 0-0：未加载荷，压头未接触试件时的位置。 1-1：压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。 h0包括预载所引起的弹形变形和塑性变形。 2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1 的作用下压入试件的位置。 3-3：去除主载荷P1后仍保留预载荷P0 时压头的位置，压入深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，主载荷引起的塑性变形深度为:h= h1- h0 h值越大，试件越软，h值越小，试件越硬。 为适应数值越大硬度越高的概念，用一常数K减去h表示硬度的高低。并规定每0.002mm为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则： 测量值直接在表盘上读出。 用金刚石圆锥压头时，常数K为0.2mm，硬度值由黑色表盘表示 ; 用钢球(Φ=1.588mm)压头时，常数K为0.26mm，硬度值由红色表盘表示. 为了扩大洛氏硬度的测量范围，可用不同的压头和不同的总载荷配成不同标尺的洛氏硬度。洛氏硬度共有15种标尺供选择，它们分别为：HRA，HRB，HRC，HRD，HRE，HRF，HRG，HRH，HRK，HRL，HRM，HRP，HRR，HRS，HRV；表面洛氏硬度标尺：HR45N、 HR30N、 HR15N和HR45T、 HR30T、 HR15T 。其中常用的几种标尺见表1。 2.2 洛氏硬度测定的优缺点 优点: 操作简便、迅速，适宜大生产； 压痕小，适宜测成品； 适用范围广，从极软到极硬、从极薄到极硬的材料都能测定。 缺点： 不同标尺硬度值之间不能相互比较； 对粗大组织的金属不适用。 硬度表示法如：38HRC、48HR30N、68HR30T等。 金属洛氏试验执行的现行标准为： GB/T 230.1－2004 金属洛氏硬度试验 第1部分：试验方法 洛氏硬度实验过程 1、试验前的准备（参数设定） 按RESET键清零； 将选好的压头安装好； 设预载力； 设总载荷； 设定标尺：按D/B键，使力、压头、标尺一致； 设定保荷时间：键DW TIME与DEC或INC键配合，按SET键输入；此时显示标尺与0.0; 用标准块校验，示值误差应符合标准。 2、试验过程 放好试样，实验点对准压头； 顺时转动转盘使试样紧密接触压头，使预载力指示灯依次点亮，直至“SET”灯亮， 约1s后自动进行后续过程； 显示标尺与硬度值供记录； 设备复原位。 注意事项 试样表面要平滑干净； 试样或试验层最小厚度不小于金刚石压头h的10倍或钢球压头h的5倍； 试验后试样背面不得有肉眼可见的变形痕迹； 3.布 氏 硬 度 测 试 法 3.1 布氏硬度的测量原理 加载荷P,使直径为D的淬火钢球压头压入试件表面并保持一定时间，去载后，测量压痕直径d，算出压痕面积F， 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2所示。 压头直径有Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm三种; 载荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种; 材料的软硬不同要配合使用。为了在不同直径的压头和不同载荷下进行测试时，同一种材料的布氏硬度值相同。D与P之间要满足相似原理。 如图3所示。 表2 布氏硬度的实验规范 3.2 布氏硬度的表示方法 用Φ10mm钢球，在3000kg载荷下保持10s，测得的布氏硬度值表示为字母HB加上所测得的硬度值，例如HB400。 在其他试验条件下，在HB后面要注明钢球直径、载荷大小及保载时间，例如：130HBW10/1000/30表示用Φ10mm的硬质合