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钢材的常用硬度标准 |
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| 来源:www.xiyi-group.name 日期:2016-5-31 |
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金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
a、布氏硬度（hb）
用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。以hbs（钢球）表示，单位为n/mm2（mpa）。
其计算公式为：
式中：f--压入金属试样表面的试验力，n；
d--试验用钢球直径，mm；
d--压痕平均直径，mm。
测定布氏硬度较准确可靠，但一般hbs只适用于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。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。
举例：120hbs10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000kgf（9.807kn）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为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）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用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，所用标尺有a、b、c、d、e、f、g、h、k等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为a、b、c，即hra、hrb、hrc。
硬度值用下式计算：
当用a和c标尺试验时，hr=100-e
当用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很广的方法，其中hrc在钢管标准中使用仅次于布氏硬度hb。洛氏硬度可适用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，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小，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为1360的正四棱锥体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，测量压痕两对角线长度。
维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商，其计算公式为：
式中：hv--维氏硬度符号，n/mm2（mpa）；
f--试验力，n；
d--压痕两对角线的算术平均值，mm。
维氏硬度采用的试验力f为5（49.03）、10（98.07）、20（196.1）、30（294.2）、50（490.3）、100（980.7）kgf（n）等六级，可测硬度值范围为5～1000hv。
表示方法举例：640hv30/20表示用30hgf（294.2n）试验力保持20s（秒）测定的维氏硬度值为640n/mm2（mpa）。
维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、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少用。 |
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