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钢材的常用(yòng)硬度标准

     金属材料抵抗硬的物(wù)體(tǐ)压陷表面的能(néng)力,称為(wèi)硬度。根据试验方法和适用(yòng)范围不同,硬度又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用(yòng)的有(yǒu)布氏、洛氏、维氏硬度三种。
   
   a、布氏硬度(hb)
     用(yòng)一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(f)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(l)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商(shāng)。以hbs(钢球)表示,单位為(wèi)n/mm2(mpa)。
      其计算公式為(wèi):
      式中:f--压入金属试样表面的试验力,n;
      d--试验用(yòng)钢球直径,mm;
      d--压痕平均直径,mm。
     测定布氏硬度较准确可(kě)靠,但一般hbs只适用(yòng)于450n/mm2(mpa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用(yòng)。在钢管标准中,布氏硬度用(yòng)途*广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又(yòu)方便。
     举例:120hbs10/1000130:表示用(yòng)直径10mm钢球在1000kgf(9.807kn)试验力作用(yòng)下,保持30s(秒(miǎo))测得的布氏硬度值為(wèi)120n/mm2(mpa)。
   
   b、洛氏硬度(hk)
     洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压痕的深度。即,在初邕试验力(fo)及总试验力(f)的先后作用(yòng)下,将压头(金钢厂圆锥體(tǐ)或钢球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用(yòng)测量的残余压痕深度增量(e)计算硬度值。其值是个无名数,以符号hr表示,所用(yòng)标尺有(yǒu)a、b、c、d、e、f、g、h、k等9个标尺。其中常用(yòng)于钢材硬度试验的标尺一般為(wèi)a、b、c,即hra、hrb、hrc。
      硬度值用(yòng)下式计算:
      当用(yòng)a和c标尺试验时,hr=100-e
      当用(yòng)b标尺试验时,hr=130-e
     式中e--残余压痕深度增量,其什系以规定单位0.002mm表示,即当压头轴向位移一个单位(0.002mm)时,即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大,金属的硬度愈低,反之则硬度愈高。
      上述三个标尺适用(yòng)范围如下:
      hra(金刚石圆锥压头)20-88
      hrc(金刚石圆锥压头)20-70
      hrb(直径1.588mm钢球压头)20-100
     洛氏硬度试验是目前应用(yòng)很(hěn)广的方法,其中hrc在钢管标准中使用(yòng)仅次于布氏硬度hb。洛氏硬度可(kě)适用(yòng)于测定由极软到极硬的金属材料,它弥补了布氏法的不是,较布氏法简便,可(kě)直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小(xiǎo),故硬度值不如布氏法准确。
   
    c、维氏硬度(hv)
     维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,是将一个相对面夹角為(wèi)1360的正四棱锥體(tǐ)金刚石压头以选定的试验力(f)压入试验表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量压痕两对角線(xiàn)長(cháng)度。
      维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商(shāng),其计算公式為(wèi):
      式中:hv--维氏硬度符号,n/mm2(mpa);
      f--试验力,n;
      d--压痕两对角線(xiàn)的算术平均值,mm。
     维氏硬度采用(yòng)的试验力f為(wèi)5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)kgf(n)等六级,可(kě)测硬度值范围為(wèi)5~1000hv。
     表示方法举例:640hv30/20表示用(yòng)30hgf(294.2n)试验力保持20s(秒(miǎo))测定的维氏硬度值為(wèi)640n/mm2(mpa)。
     维氏硬度法可(kě)用(yòng)于测定很(hěn)薄的金属材料和表面层硬度。它具有(yǒu)布氏、洛氏法的主要优点,而克服了它们的基本缺点,但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很(hěn)少用(yòng)。

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