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  海滨通讯zhb 2013-04-23 00:00:00

  硬度是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，或者抵抗其中两种或三种情况同时发生的能力，是材料的一种重要力学性能，例如，金属材料常用硬度反映材料抵抗塑性形变的能力，而陶瓷、矿物材料的硬度主要反映材料抵抗破坏的能力。硬度在实际应用中，由于测量方法不同，测得的硬度所代表的材料性能也各异。 测试方法按施加负荷方法的不同，有静试验负荷法和动负荷试验法。静负荷试验法，是在静负荷作用下将一个硬的压头压入材料来测试硬度，属于这种试验法的有布氏、洛氏、表面洛氏、维氏和显微硬度试验法等。布氏硬度法主要用来测定金属材料中较软及中等硬度的材料，很少用于陶瓷；维氏硬度法适用于较硬的材料；一般无机材料也常用显微硬度法测量。动负荷试验法是在动负荷作用下使一个硬压头冲击材料来测试硬度，属于这种试验法的有冲击布氏和肖氏硬度试验法等。各种测试方法所得硬度没有统一的意义，单位也不相同，彼此间没有固定的换算关系。陶瓷材料的硬度常用维氏硬度、莫氏硬度、显微硬度来评价。 1.3.1莫氏硬度 陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度，它只表示硬度由小到大的顺序。不表示软硬的程度。后面的矿物可划破前面的矿物表面。一般莫氏硬度按十级标准的莫氏硬度计确定，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。表1.2为莫氏硬度两种分级的顺序。莫氏硬度计的等级极不均衡，十分粗糙。 表1.2 莫氏硬度顺序 顺序 材料 顺序 材料 1 滑石 1 滑石 2 石膏 2 石膏 3 方解石 3 方解石 4 萤石 4 萤石 5 磷灰石 5 磷灰石 6 正长石 6 正长石 7 石英 7 SiO2玻璃 8 黄玉 8 石英 9 刚玉 9 黄玉 10 金刚石 10 石榴石 11 熔融氧化锆 12 刚玉 13 碳化硅 14 碳化硼 15 金刚石 136°±30?? 148°±6??42???? 图1.7 维氏硬度试验法原理 F 1.3.2维氏硬度 在陶瓷材料的研究中，精确测定材料的硬度，通常在维氏显微硬度计上进行。 维氏硬度试验法是两相对面间的夹角为136°的正四棱锥形金刚石压头，如图1.7，在一定的负荷作用下压入试样表面，经规定的负荷保持时间后，卸除负荷，在试样的表面上压出一个正方形的压痕，以所采用的负荷除以压痕的表面积所得的商数(N/mm2)来表示硬度值。维氏硬度的符号用HV表示。 采用的试样上下表面需平行且平整。测试表面光洁，无赃物，需抛光成镜面。对于不洁的表面，要用酒精擦净。试样的厚度至少是压痕深度的10倍。 测量点压痕对角线长的计算 d= (d1+d2) (1.13) 式中 d——压痕对角线长(mm) d1——压痕一条对角线长(mm) d2——压痕另一条对角线长(mm) 维氏硬度的计算 每一个测量点的维氏硬度(N/mm2)，根据负荷F(N)和压痕对角线长d(mm)的关系来进行计算。 HV=1.854??10-6 (1.14) 在测试时，负荷的大小可根据试样的大小、厚度和其他条件不同而定。一般陶瓷材料从9.807N~294.21N中选择。 另外也可以查“显微硬度计说明书”附表直接得到。

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  七七七╮颜 2017-11-25 00:00:00

  早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上Z硬的和Z软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。试验钢铁硬度的Z普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦，由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确，是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法　　硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。 布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质得刚健，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。 洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得Z多。压痕较小，可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。1、钢材的硬度 ：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同， 常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。 便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度； 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

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