材料第1章金属材料的结构与性能

1、2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1第第1 1章章 金属材料的结构与性能金属材料的结构与性能课本第课本第1 1章章1.11.1和和1.21.2的内容的内容 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2n晶体的三大特征：晶体的三大特征： 原子排列有序；有固定的熔点；各向异性。原子排列有序；有固定的熔点；各向异性。n晶格和晶胞晶格和晶胞caX b YZ简单立方晶体简单立方晶体（a） 晶体结构晶体结构 （b） 晶格晶格 （c） 晶胞晶胞一、晶体的概念一、晶体的概念2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮

2、电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3姓名语文数学英语物理李小红85939094刘兵8394曾小玲8189 （a） （b） （c）体心立方晶胞体心立方晶胞（a） 模型；模型； （b） 晶胞；晶胞； （c） 晶胞原子数晶胞原子数属于这种晶格类型的金属有属于这种晶格类型的金属有-Fe、Cr、W、Mo、V等等 （1）晶格常数：）晶格常数：a=b=c,=90 （2）晶胞原子数：是指在一个晶胞中所含的原子数目。）晶胞原子数：是指在一个晶胞中所含的原子数目。1+81/8=2 （3）原子半径：是指晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子间平衡距）原子半径：是指晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子间平衡距 离的

3、一半，或晶胞中相距最近的两个原子间距的一半。体心立方晶离的一半，或晶胞中相距最近的两个原子间距的一半。体心立方晶 胞：胞：二、常见纯金属的晶格类型二、常见纯金属的晶格类型34a1、体心立方晶胞、体心立方晶胞BCC Body-Centered Cube 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院4姓名语文数学英语物理李小红85939094刘兵8394曾小玲8189 （a） （b） （c）体心立方晶胞体心立方晶胞（a） 模型；模型； （b） 晶胞；晶胞； （c） 晶胞原子数晶胞原子数（4）配位数：是指晶格中与任一原子最邻近且等距离的原子数目，为）配位数：是

4、指晶格中与任一原子最邻近且等距离的原子数目，为8（5）致密度：是指晶胞中原子本身所占有的体积百分数，也称密排系）致密度：是指晶胞中原子本身所占有的体积百分数，也称密排系数。致密度数。致密度=晶胞中原子所占有的体积晶胞中原子所占有的体积/晶胞的体积晶胞的体积100%。68%（6）空隙半径：若在晶胞空隙中放入刚性球，则能放入球的最大半径。）空隙半径：若在晶胞空隙中放入刚性球，则能放入球的最大半径。 0.29rr四原子2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院52、面心立方晶胞、面心立方晶胞 FCC Face-Centered Cube （a） （b） （c

5、）面心立方晶胞面心立方晶胞（a） 模型；模型； （b） 晶胞；晶胞； （c） 晶胞原子数晶胞原子数 属于这种晶格类型的金属有属于这种晶格类型的金属有Fe、Cu 、Al 、Ag、Au、Pb、Ni等。等。74% 74% 12 12 4 4 2 21/21/2a/4a/4a=b=c,a=b=c, = = =90=90o o FCC FCC 致密度致密度 配位数配位数 晶胞原子数晶胞原子数 原子半径原子半径 晶体学参数晶体学参数 晶胞晶胞 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院63、密排六方晶胞、密排六方晶胞HCP Hexagonal Close-Pack

6、ed （a） （b） （c）密排六方晶胞密排六方晶胞（a） 模型；模型； （b） 晶胞；晶胞； （c） 晶胞原子晶胞原子数74% 74% 12 12 6 6 a/2 a/2 a=ba=bc c, ,c/a=1.633, c/a=1.633, = =90=90o o, , =120 =120o o HCP HCP 致密度致密度 配位数配位数 晶胞原子数晶胞原子数 原子半径原子半径 晶体学参数晶体学参数 晶胞晶胞 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院7 在晶体中，由一系列原子所组成的平面在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为称为晶面晶面，任意两个原子

7、之间连线所指的方向，任意两个原子之间连线所指的方向称为称为晶向晶向。为了确定晶向、晶面在晶体中的空。为了确定晶向、晶面在晶体中的空间位向，就需要引入一个统一的规则来标志它间位向，就需要引入一个统一的规则来标志它们，这种统一的标志，叫做晶向指数和晶面指们，这种统一的标志，叫做晶向指数和晶面指数。国际上通用的是数。国际上通用的是密勒（密勒（Miller）指数）指数。三、晶向指数和晶面指数三、晶向指数和晶面指数2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院8晶向指数的确定步骤如下：晶向指数的确定步骤如下：（1）以晶胞中的某一阵点为原点，以三条棱边为）以晶胞中的某

8、一阵点为原点，以三条棱边为X、Y、Z轴，并以晶胞棱边的长度为轴，并以晶胞棱边的长度为单位长度；单位长度；（2）如果所求晶向未通过坐标原点，过原点引一条平行于所求晶向的有向直线；）如果所求晶向未通过坐标原点，过原点引一条平行于所求晶向的有向直线；（3）在所引直线上取离原点最近的那个原子，求出其在）在所引直线上取离原点最近的那个原子，求出其在X、Y、Z轴上的坐标；轴上的坐标；（4）将三个坐标值按比例化为最小整数，依次记入方括号）将三个坐标值按比例化为最小整数，依次记入方括号 中，即得所求晶向指数。中，即得所求晶向指数。 通常以通常以uvw表示晶向指数的普遍形式，若其中某数为负值，应将负号标注在该数

9、表示晶向指数的普遍形式，若其中某数为负值，应将负号标注在该数的上方，例如的上方，例如 。111110110111100 XYZ立方晶系中的三个重要晶向立方晶系中的三个重要晶向 对于一个晶向指数，表示的不是一个具体的方向，而是所有相互对于一个晶向指数，表示的不是一个具体的方向，而是所有相互平行，方向一致的晶向。如果两个晶向指数数值大小相等，符号相反，平行，方向一致的晶向。如果两个晶向指数数值大小相等，符号相反，则这两组晶向相互平行但是方向相反。则这两组晶向相互平行但是方向相反。 晶向指数晶向指数2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院9n晶向族晶向族

10、在在立方晶系立方晶系中：中：111、111、111、111、111、111、111、111八个晶向，指的是立方体中四个对角线的方向。从晶八个晶向，指的是立方体中四个对角线的方向。从晶体的对称关系来看，这一组晶向在性质上是等同的，故总称之为体的对称关系来看，这一组晶向在性质上是等同的，故总称之为晶向族晶向族。原子排列情况相同，但空间位向不同的所有晶向称为晶。原子排列情况相同，但空间位向不同的所有晶向称为晶向族，用向族，用表示，上述八个晶向即可用表示，上述八个晶向即可用表示。表示。 同理，同理，代表：代表：100、010、001、100、010、001 六个晶向。六个晶向。 应当指出，只有在立方晶

11、系中晶向族各晶向指数可以通过改应当指出，只有在立方晶系中晶向族各晶向指数可以通过改变指数和正负号的排列组合方式求出。对于其他晶系并不一定适变指数和正负号的排列组合方式求出。对于其他晶系并不一定适用。用。 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院10晶面指数晶面指数（1）与确定晶面指数类似建立坐标系，但坐标）与确定晶面指数类似建立坐标系，但坐标原点应位于待定晶面之外，原点应位于待定晶面之外， 以避免出现零截距。以避免出现零截距。（2）以晶格常数为长度单位求出待定晶面在各）以晶格常数为长度单位求出待定晶面在各轴上的截距。若晶面与某轴平行，则认为该晶轴上的

12、截距。若晶面与某轴平行，则认为该晶面在该轴上的截距为无穷大，其倒数为零。面在该轴上的截距为无穷大，其倒数为零。（3）取截距的倒数，将其化为最小整数，置于）取截距的倒数，将其化为最小整数，置于圆括号内，写成（圆括号内，写成（hkl）的形式，即得晶面指数。）的形式，即得晶面指数。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院11下图给出了一些立方晶系中的一些主要晶面的晶面指数。下图给出了一些立方晶系中的一些主要晶面的晶面指数。 XXXYYYZZZ（100）（111）（110）立方晶格中的三种重要晶面立方晶格中的三种重要晶面 与晶向指数类似，如果有截距为负值，应

13、将负号记在相应与晶向指数类似，如果有截距为负值，应将负号记在相应的指数上面。晶面指数（的指数上面。晶面指数（hklhkl）不是指一个晶面，而是代表一）不是指一个晶面，而是代表一组相互平行的晶面。当两个晶面指数的数字和顺序完全相同而组相互平行的晶面。当两个晶面指数的数字和顺序完全相同而符号相反时，则这两个晶面相互平行。符号相反时，则这两个晶面相互平行。 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院12n晶面族晶面族 在同一晶体结构中，有些晶面上的原子排列和晶面间距完全相同，在同一晶体结构中，有些晶面上的原子排列和晶面间距完全相同，但具有不同的空间位向，这些

14、晶面均归并为一个晶面族，用但具有不同的空间位向，这些晶面均归并为一个晶面族，用表示。表示。例如，在立方晶系中：例如，在立方晶系中： 100包括（包括（100）,（010）,（001） 110包括（包括（110）,（101）,（011）,（110）,（101）,（011） 111包括（包括（111）,（111）,（111）,（111） 晶面族不仅包括了相互平行的一组晶面，而且也包括了位向不同，晶面族不仅包括了相互平行的一组晶面，而且也包括了位向不同，但晶面间距相等、原子排列相同的若干组平行晶面。但晶面间距相等、原子排列相同的若干组平行晶面。 在立方晶系中，在立方晶系中， hklhkl 晶面族所包

15、括的晶面可用改变晶面族所包括的晶面可用改变h、k、l的正负的正负号及数字的排列组合来求得。但是这种方法不适用于其他晶系。号及数字的排列组合来求得。但是这种方法不适用于其他晶系。 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院13 不同的晶体结构中，不同晶面、不同晶向上的原子排列方式和排列密度不一样。密排面密排面：原子密度最大的晶面密排方向密排方向：原子密度最大的晶向 讲课本P11 表1-1密排面和密排方向密排面和密排方向2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院14 单晶体与多晶体单晶体与多晶体 晶体中原子排列规律

16、相同，晶格位向一致的晶体，晶体中原子排列规律相同，晶格位向一致的晶体，称为称为单晶体单晶体。在实际应用中金属材料中较少的用单晶。在实际应用中金属材料中较少的用单晶体金属，工程上使用的金属材料，都是由很多小晶体体金属，工程上使用的金属材料，都是由很多小晶体组成的，这些小晶体内部的晶格位向是均匀一致的，组成的，这些小晶体内部的晶格位向是均匀一致的，而它们之间，晶格位向却彼此不同，这些外形不规则而它们之间，晶格位向却彼此不同，这些外形不规则的颗粒状小晶体称为的颗粒状小晶体称为晶粒晶粒。每一个晶粒相当于一个单。每一个晶粒相当于一个单晶体。晶粒与晶粒之间的界面称为晶体。晶粒与晶粒之间的界面称为晶界晶界。

17、这种由许多。这种由许多晶粒组成的晶体称为晶粒组成的晶体称为多晶体多晶体。 四、实际金属的晶体结构四、实际金属的晶体结构单晶体：单晶体：内部晶格位向完全一致：各自异性多晶体：多晶体：由许多位向各不相同的单晶体块组成：各自同性 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院15纯铁的多晶体结构纯铁的多晶体结构2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院161晶体缺陷：晶体缺陷： 实际晶体中存在着偏离（破坏）晶格周期性和规则性的部分实际晶体中存在着偏离（破坏）晶格周期性和规则性的部分 。 a、 点缺陷点缺陷 b、 线缺陷（

18、位错）线缺陷（位错） c、 面缺陷面缺陷 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院17a、 点缺陷点缺陷 晶格结点处或间隙处，产生偏离理想晶体的变化晶格结点处或间隙处，产生偏离理想晶体的变化 空位：空位： 晶格结点处无原子 置换原子：置换原子： 晶格结点处为其它原子占据 间隙原子：间隙原子： 原子占据晶格间隙 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院18晶格畸变之空位引起的晶格畸变晶格畸变之空位引起的晶格畸变2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院19晶格畸变之置

19、换原子引起的晶格畸变晶格畸变之置换原子引起的晶格畸变2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院20B、 线缺陷（位错）线缺陷（位错） 二维尺度很小，另一维尺度很大的原子错排二维尺度很小，另一维尺度很大的原子错排 （1）刃型位错）刃型位错 （a)a)立体模型立体模型 （b b）平面图）平面图 刃型位错示意图刃型位错示意图 G H E F2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院21位错运动示意位错运动示意2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院22（2）螺型位错）螺型位

20、错 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院23CBAD(b)（a）立体模型）立体模型 ；（；（b）平面图）平面图 螺型位错示意图螺型位错示意图ABCD(a )2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院24螺型位错示意图2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院25螺型位错示意图2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院26钛合金中的位错线位错线2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学

21、院27c、 面缺陷面缺陷 一维尺度很小，而二维尺度较大的原子错排区域一维尺度很小，而二维尺度较大的原子错排区域 晶界、亚晶界等晶界、亚晶界等 区域：区域：2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院28n 晶界晶界 晶界是两相邻晶粒间的过渡界面。由于相邻晶粒间彼晶界是两相邻晶粒间的过渡界面。由于相邻晶粒间彼此位向各不相同，故晶界处的原子排列与晶内不同，它们此位向各不相同，故晶界处的原子排列与晶内不同，它们因同时受到相邻两侧晶粒不同位向的综合影响，而做无规因同时受到相邻两侧晶粒不同位向的综合影响，而做无规则排列或近似于两者取向的折衷位置的排列，这就形成了则

22、排列或近似于两者取向的折衷位置的排列，这就形成了晶体中的重要的面缺陷。晶体中的重要的面缺陷。 晶界是晶体中的一种重要的缺陷。由于晶界上的原子晶界是晶体中的一种重要的缺陷。由于晶界上的原子排列不规则，脱离平衡位置，所以晶界具有较高的能量，排列不规则，脱离平衡位置，所以晶界具有较高的能量，使其具有一系列不同于晶粒内部的特征。例如，晶界比晶使其具有一系列不同于晶粒内部的特征。例如，晶界比晶粒容易被腐蚀，熔点较低；原子沿晶界扩散速度快；在常粒容易被腐蚀，熔点较低；原子沿晶界扩散速度快；在常温下晶界对金属的塑性变形起阻碍作用。因此，金属材料温下晶界对金属的塑性变形起阻碍作用。因此，金属材料晶粒愈细小，则

23、晶粒愈多，其室温强度愈高。晶粒愈细小，则晶粒愈多，其室温强度愈高。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院29n亚晶界亚晶界 实验表明，在实际金属的一个晶粒内部晶格位向实验表明，在实际金属的一个晶粒内部晶格位向也并非一致，而是存在一些位向略有差异的小晶块也并非一致，而是存在一些位向略有差异的小晶块（位向差一般不超过（位向差一般不超过2）。这些小晶块称为亚结构。）。这些小晶块称为亚结构。亚结构之间的界面称为亚晶界。亚晶界实际上是由一亚结构之间的界面称为亚晶界。亚晶界实际上是由一系列的位错所组成。亚晶界上原子排列也不规则，具系列的位错所组成。亚晶界上原子

24、排列也不规则，具有较高的能量，与晶界类似的特征，故细化亚结构，有较高的能量，与晶界类似的特征，故细化亚结构，可显著提高金属的强度。可显著提高金属的强度。 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院30 晶界示意图 亚晶界示意图2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院31工业纯铁的晶界2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院32五、五、 合金的晶体结构和组织合金的晶体结构和组织 合金相结构合金相结构 相：相：凡是化学成分相同化学成分相同、晶体结构相同晶体结构相同，与其

25、它部分有明显分界明显分界的均匀组成部分均匀组成部分。液态物质为液相，固态物质为固相。 固态合金中有两类基本的相结构，固溶体固溶体和金金属化合物属化合物。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院331、固溶体、固溶体组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一相同的固相称为固溶体A（B）。A：溶剂 B：溶质。固溶体用、 、 等符号表示。无序固溶体 有序固溶体 分布有序度 无限固溶体 有限固溶体溶解度 原子半径较小 间隙固溶体 晶格类型相同,原子半径相差不大,电化学性质相近置换固溶体 溶质原子的位置 2021年年11月月11日星期四日星期四北京

26、邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院34 置换固溶体置换固溶体 溶剂原子 溶质原子 置换固溶体示意图置换固溶体示意图固溶体中溶质原子引起的晶格畸变示意图固溶体中溶质原子引起的晶格畸变示意图 （a）正畸变）正畸变 （b）负畸变）负畸变(a)(b)2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院35 当溶质与溶剂原子半径的比值当溶质与溶剂原子半径的比值rb/ra0.59时，形成间隙固时，形成间隙固溶体。溶质原子填充到溶剂晶格的间隙中形成间隙固溶体，如溶体。溶质原子填充到溶剂晶格的间隙中形成间隙固溶体，如图所示。形成间隙固溶体的溶质原子通常都是一些原子半径小图

27、所示。形成间隙固溶体的溶质原子通常都是一些原子半径小的非金属元素，如氢（的非金属元素，如氢（0.046nm）、氧（）、氧（0.061nm）、氮）、氮（0.071nm）、碳（）、碳（0.077nm）、硼（）、硼（0.097nm），溶剂则大），溶剂则大多数是过渡族元素。多数是过渡族元素。 溶剂原子溶质原子 间隙固溶体示意图间隙固溶体示意图 间隙固溶体间隙固溶体2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院36固溶强化固溶强化 由于溶质原子溶入溶剂晶格产生晶格畸度而造成材料硬度由于溶质原子溶入溶剂晶格产生晶格畸度而造成材料硬度升高，塑性和韧性没有明显降低。升高，

28、塑性和韧性没有明显降低。溶质原子溶入溶质原子溶入晶格畸变晶格畸变位错远动阻力上升位错远动阻力上升金属塑性变形困难金属塑性变形困难强度、硬度升高。强度、硬度升高。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院372、金属化合物、金属化合物 在合金中，溶质原子浓度超过固溶体的固在合金中，溶质原子浓度超过固溶体的固溶极限时，将会形成一种晶格结构，特性完全溶极限时，将会形成一种晶格结构，特性完全不同于任一组元的新相，因其具有金属性质，不同于任一组元的新相，因其具有金属性质，称之为金属化合物。由于它们常处在相图的中称之为金属化合物。由于它们常处在相图的中间位置，所以

29、又被称为中间相。中间相分为正间位置，所以又被称为中间相。中间相分为正常价化合物、电子化合物和间隙化合物三种。常价化合物、电子化合物和间隙化合物三种。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院38（1）正常价化合物）正常价化合物 正常价化合物就是符合原子价规律的，受正常价化合物就是符合原子价规律的，受电负性控制的一种金属化合物。如电负性控制的一种金属化合物。如MnS、MgS、Mg2Si 等。正常价化合物的熔点，硬度及脆性等。正常价化合物的熔点，硬度及脆性均较高。均较高。 2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院

30、39（2）电子化合物）电子化合物 电子化合物通常是IB族或过渡族元素与B、A、A和A族元素所组成，它们不遵守化合价规律而是按照一定电子浓度比值（化合物中价电子数与原子数之比）形成金属间化合物。电子浓度不同，晶体结构类型也不同。 主要以金属键结合， 具有明显的金属特性，熔点和硬度较高，塑性较差。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院40（3）间隙化合物）间隙化合物 间隙化合物主要是过渡族金属元素和碳、氮等原子半径较小的非金属间隙化合物主要是过渡族金属元素和碳、氮等原子半径较小的非金属元素所形成的化合物。分为间隙相和复杂结构的间隙化合物。参见课元素所形

31、成的化合物。分为间隙相和复杂结构的间隙化合物。参见课本表本表1-2. 间隙化合物间隙化合物Fe3C（渗碳体）（渗碳体）VC2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院41 二、工程材料的性能二、工程材料的性能1. 使用性能：物理、化学、力学性能； 2. 工艺性能：铸造、锻、焊、切削等。表征材料在给定外界条件下的行为材料的性能材料的性能2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院42（1）材料的强度）材料的强度 （2）塑性）塑性工程材料的力学性能工程材料的力学性能2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自

32、动化学院北京邮电大学自动化学院43（3）硬度）硬度 抵抗外物压入的能力，称为硬度综合性能指标。 1布氏硬度布氏硬度HB 试验最初由瑞典工程师 Johan August Brinell（1849年-1925年）于1900年提出。布氏硬度是第一个被广泛用于工程学及冶金学的标准化硬度试验。此试验方法因压痕较大和对待测材料损伤明显，应用受到一定限制。 布氏硬度试验一般采用直径10毫米的球形钢压头，用一定的负荷（试验力）压入被测材料表面。常见的试验力可高达3,000千克力(29千牛顿)；对于软的材料则可用较小的负荷。如果试验材料很硬，则以碳化钨球压头代替钢压头。保持负荷一定时间后，卸除试验力，测量材料表

33、面留下的压痕之直径。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院44适用于未经淬火的钢、铸铁、有色金属适用于未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻软的轴承合金。或质地轻软的轴承合金。 P = 负荷 (千克力)D = 压头直径 (毫米)d = 压痕直径 (毫米)200 HBS 10/1000/30硬度值为200，钢球压头，直径是10mm，在1000Kg力下保持30秒HBW（使用硬质合金球）2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院452洛氏硬度（金刚石压头或钢球压头）洛氏硬度（金刚石压头或钢球压头） 洛氏硬度试验是简

34、便、迅速的洛氏硬度试验是简便、迅速的硬度硬度测试方法。洛氏硬度试验方法广泛应用测试方法。洛氏硬度试验方法广泛应用于于生产生产制造制造、科学科学研究研究的各个领域。的各个领域。 洛氏硬度试验是用标准型压头在先后两次对被试材料表面施加洛氏硬度试验是用标准型压头在先后两次对被试材料表面施加试验力试验力（初（初试验力试验力F0与总试验力与总试验力F0 + F1），在试验力的作用下压头压入试样表面。在总），在试验力的作用下压头压入试样表面。在总试验力保持一定时间后，卸除主试验力试验力保持一定时间后，卸除主试验力F1，保留初始试验力，保留初始试验力F0的情况下测量的情况下测量压入深度，以总试验力下压入深度

35、与在初试验力下的压入深度之差（即所谓的压入深度，以总试验力下压入深度与在初试验力下的压入深度之差（即所谓的残余压入深度）来表征硬度的高低，残余压入深度值越大，硬度值越低，反之残余压入深度）来表征硬度的高低，残余压入深度值越大，硬度值越低，反之亦然。亦然。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院46洛氏硬度常用标尺有：洛氏硬度常用标尺有：B、C、A三种三种HRB标尺用于测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢标尺用于测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。及较硬的铜合金。 HRC标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。标尺用于测

36、试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。 HRA标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一般只限于测试硬质合金和薄硬钢带材料。般只限于测试硬质合金和薄硬钢带材料。2021年年11月月11日星期四日星期四北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院473、维氏硬度维氏硬度HV 英文词条名：英文词条名：Vickers-hardness 表示材料硬度的一种标准。由英国科学家维克表示材料硬度的一种标准。由英国科学家维克斯首先提出。斯首先提出。维氏硬度试验最初于维氏硬度试验最初