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分析金屬硬度計的原理、特點與應(yīng)用

硬度是評定金屬材料力學(xué)性能最常用的指標(biāo)之一。硬度的實質(zhì)是材料抵抗另一較硬材料壓入的能力。硬度檢測是評價金屬力學(xué)性能最迅速、最經(jīng)濟、最簡單的一種試驗方法。硬度檢測的主要目的就是測定材料的適用性,或材料為使用目的所進行的特殊硬化或軟化處理的效果。對于被檢測材料而言,硬度是代表著在一定壓頭和試驗力作用下所反映出的彈性、塑性、強度、韌性及磨損抗力等多種物理量的綜合性能。由于通過硬度試驗可以反映金屬材料在不同的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和熱處理工藝條件下性能的差異,因此硬度試驗廣泛應(yīng)用于金屬性能的檢驗、監(jiān)督熱處理工藝質(zhì)量和新材料的研制。

金屬硬度檢測主要有兩類試驗方法。一類是靜態(tài)試驗方法,這類方法試驗力的施加是緩慢而無沖擊的。硬度的測定主要決定于壓痕的深度、壓痕投影面積或壓痕凹印面積的大小。靜態(tài)試驗方法包括布氏、洛氏、維氏、努氏、韋氏、巴氏等。其中布、洛、維三種試驗方法是應(yīng)用最廣的,它們是金屬 硬度檢測的主要試驗方法。這里的洛氏硬度試驗又是應(yīng)用最多的,它被廣泛用于產(chǎn)品的檢驗,據(jù)統(tǒng)計,目前應(yīng)用中的硬度計70%是洛氏硬度計。另一類試驗方法是動態(tài)試驗法,這類方法試驗力的施加是動態(tài)的和沖擊性的。這里包括肖氏和里氏硬度試驗法。動態(tài)試驗法主要用于大型的,不可移動工件的硬度檢測。

各種金屬硬度計就是根據(jù)上述試驗方法設(shè)計的。下面分別介紹基于各種試驗方法的硬度計的原理、特點與應(yīng)用。

1.布氏硬度計(GB/T231.1—2002)

1.1布氏硬度計原理

對直徑為D的硬質(zhì)合金球壓頭施加規(guī)定的試驗力,使壓頭壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定的保持時間后, 除去試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑d,布氏硬度用試驗力除以壓痕表面積的商來計算。

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