1.3金属的硬度 课件劳动版《金属材料及热处理（第三版）》共10张

03金属的硬度任务三金属的硬度一、布氏硬度1．试验原理使用一定直径D的碳化钨合金球作压头，以规定的试验力F压入金属表面，经过规定的保持时间后卸除试验力，然后用刻度放大镜测量表面压痕直径，再计算硬度值，如图1-9所示。布氏硬度值是用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力来计算，用符号HBW表示。计算公式为从上式中可以看出，当试验力F和压头球体直径D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。d越小，布氏硬度值越大，硬度越高；反之，硬度越低。2．布氏硬度的表示方法布氏硬度用符号HBW表示，符号之前的数字是硬度值，符号之后为试验条件，依次为：压头直径（mm）/试验力（kgf）/保持时间（s）。3．优缺点及应用范围布氏硬度的优点是试验力和压头直径都比较大，压痕面积也大，能反映出较大范围内金属材料的平均硬度，因此测定的硬度值比较准确，数据重复性强。缺点是试验过程复杂，而且由于压痕面积大，对金属表面的损伤也较大，不宜测量表面质量要求严格的成品零件及较薄工件。布氏硬度测量适用于铸铁、非铁金属及退火、正火、调质处理的钢材等。任务三金属的硬度1．试验原理洛氏硬度也是一种压入硬度试验，将锥角为120°的金刚石圆锥压头或直径为1.5875mm（或3.175mm）的碳化钨合金球形压头压入金属表面，以残余压痕深度确定其硬度值。如图1-10所示为HR-150A型洛氏硬度计。试验时先后两次施加试验力。先加初试验力，再加主试验力，将压头压入金属表面，经规定保持时间后卸除主试验力，但仍保持初试验力，然后，从硬度计的表盘上直接读出硬度值。任务三金属的硬度二、洛氏硬度2．常用洛氏硬度标尺及表示方法为了用一台硬度计测定不同金属材料的硬度，可采用不同的压头和总试验力组成15种洛氏硬度标尺，常用的是A、B、C三种，其中C标尺应用最为广泛。洛氏硬度表示方法：洛氏硬度用符号HR表示，每一种标尺的符号在其后注明（HRC、HRBW、HRA），硬度值置于符号之前。例如，45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。各种不同标尺下的洛氏硬度值不能直接比较，但可查阅专门换算表（见附录Ⅲ），换算成同一种标尺后进行比较。任务三金属的硬度任务三金属的硬度三种洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围见表1-2。3．优缺点及应用范围洛氏硬度的优点是试验过程简单迅速，能直接从表盘上读出硬度值；压痕较小，可以测定成品及较薄工件；测量的硬度值范围大，可测量硬度从很软到很硬的各种金属材料。缺点是由于压痕较小，测定的硬度值不够准确，数据重复性差，不宜测量表面质量差或组织不均匀的材料（如铸铁）。任务三金属的硬度1．试验原理维氏硬度的试验原理与布氏硬度基本相同，所不同的是其压头是一个相对面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，通过测量压痕对角线的长度来计算压痕面积和硬度值。2．表示方法维氏硬度符号为HV，其表示方法与布氏硬度基本相同。实际试验时也无须计算，硬度值可直接从表中查出。维氏硬度试验所用的试验力可根据工件的大小、厚薄等条件进行选择，常用试验力在49.03～980.70N范围内变动。任务三金属的硬度三、维氏硬度3．优缺点及应用范围维氏硬度因试验时所加的试验力较小，压入深度较浅，故可以测量较薄的材料，也可以测量渗碳、渗氮等表面硬化层的硬度，压痕轮廓清晰，数据准确性高。同时维氏硬度值具有连续性（10～1000HV），故可测量硬度从很软到很硬的各种金属材料；其缺点是测量压痕对角线的长度较烦琐，对工件表面质量要求也较高。在比较多种材料的硬度时，以上三种硬度的硬度值是不能直接比较的，应换算成同一种硬度和标尺。硬度换算可查阅附录Ⅲ。任务三金属的硬度任务三金属的硬度1．什么是硬度？各用什么符号表示？常用的硬度试验方法有哪三种？2．布氏硬度试验方法有哪些优缺点？说明