布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBSHBW)(参照GB/T231-1984),生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件,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用得最多。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)。
另外:
1.HRC含意是洛式硬度C标尺,
2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛
3.HRC适用范围HRC 20--67,相当于HB225--650
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
4.洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥,试验载荷为一确定值,中国标准是150公斤力。
布氏硬度计之压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW),试验载荷随球直径不同而不同,从3000到31.25公斤力。
5.洛式硬度压痕很小,测量值有局部性,须测数点求平均值,适用成品和薄片,归于无损检测一类。
布式硬度压痕较大,测量值准,不适用成品和薄片,一般不归于无损检测一类。
6.洛式硬度的硬度值是一无名数,没有单位。(因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。)
布式硬度的硬度值有单位,且和抗拉强度有一定的近似关系。
7.洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示,操作方便,快捷直观,适用于大量生产中。
布式硬度需要用显微镜测量压痕直径,然后查表或计算,操作较繁琐。
8.在一定条件下,HB与HRC可以查表互换。其心算公式可大概记为:1HRC≈1/10HB。
硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。
实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。
另外,天然水中的钙美含量也用硬度表示.我国规定的硬度是:1L水中含的钙盐,镁盐折合成CaO和MgO的总量相当于10mgCaO(将MgO也换算成CaO)时,其硬度是1°.
水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水
0°~4° 4°~8°8°~16° 16°~30° >30°
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
硬度测定范围:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300
硬度计量测标准
便携布氏硬度计与King布氏硬度计相同,出厂时可根据用户要求选择500kg、750kg、1000kg、1500kg、3000kg试验力,选择5mm、10mm球压头,可测试铝合金、铜、铜合金、钢、铁等常见金属材料。
布氏硬度(HB):是以一定的试验力如:187.5kg250kg3000kg等载荷把用一定直径的钢球或硬质合金球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HBSHBW),单位为N/mm2。布氏硬度计,适合测量铸铁等高硬度材料的工件。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。
洛氏硬度(HRC)和布氏硬度(HB)具体区别和换算 ?240-270HB对应的洛氏硬度大概在什么范围?
铝的材料比较软,建议使用布氏硬度计;如果是铝合金的话,建议使用韦氏硬度计检测,单位是HW(韦氏),ASTM B647-781998《铝合金韦氏硬度试验方法》
布氏硬度计原理
用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径。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)。
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。
布氏硬度计的特点:
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10 mm直径球压头,3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,测量操作和压痕测量都比较费时,并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差,因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验,一般要求由专门的实验员操作。
布氏硬度计的应用
布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检测。
布氏硬度试验条件的选择如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头,3000kg试验力。这一条件最能体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循的规则有2个。
规则一:要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K。这个规则来源于相似律。根据相似律,不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面,压痕直径d1、d2是不同的,但是只要压入角相同,压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下,采用不同的试验力和不同直径的球压头,在同一试样上测得的硬度值是相同的,在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2,在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2
规则二:试验后要使压痕直径处于以下范围:0.24D <d <0.6D。否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明,当压头直径在0.24D~0.6D之间时,测得的硬度值与试验力大小无关。布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。
布氏硬度计的常见故障及维修方法
1、载荷误差超过±1.0%或不稳定
造成这种故障的原因及排除方法:(1)力点刀刃松动,应调整力点刀刃并拧紧;(2)力点刀刃和支点的磨损会不同程度地增加载荷误差,应研修刀刃;(3)载荷杠杆上的调整块位置不适当,可根据情况向前或向后移动,调整合适后固定紧;(4)压缩弹簧锈蚀,增大了与压轴、主轴衬套的摩擦,应清洗生锈部位并上防护油或更换之。(5)加荷不平稳,有冲击振动现象,应排除引起不平稳的因素。
2、加荷速度不能控制在规定的时间内
加荷速度过快或过慢,主要是减速器用油粘度过小或过大,应清洗减速器,并更换减速器用油。
3、测定的硬度值与标准硬度块示值不一致
造成这种故障的原因及排除方法:(1)布氏硬度计[color=#040d09]安装不水平,应将布氏硬度计[color=#040d09]调至水平;(2)钢球表面不光洁或直径超过允差,应用千分尺挑选合格的钢球换上;(3)压痕测量装置误差偏大,应调整压痕测量装置的允许误差,使其≤±0.5%;(4)砝码不能垂直放置,砝码与硬度计后盖擦靠,应检查吊环是否挂在重点刀刃上,吊架吊杆是否平直,否则应将吊环挂于重点刀刃上,校直吊架吊杆;(5)主轴与试台平台垂直度,主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度超差,应分析视其情况进行主轴与试台平台垂直度、主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度的调整。
4、布氏硬度计反复加卸载荷
造成这种故障的原因及排除方法:(1)按键开关顶杆过长,转向开关A、B触点与A1、B1触点不能脱开,应调节顶杆长度并固定之;(2)换向开关安装位置不当,活动挡板不能触动换向开关上的销子,造成换向开关不换向,应调整换向开关的安装位置。
5、布氏硬度计载荷全部加上时停机
此种故障原因为换向开关接触点有烧伤、烧蚀现象,造成接触点接触不良,应对接触点加以清理打磨或更换新的换向开关。
6、按键开关按下,硬度计不动作,但有嗡嗡的电流声
此种故障原因为电机缺相,应检查电源是否正常,电源插头是否插好,电缆线是否有断路,电源开关是否完好,电机接线是否接牢,电机线圈是否烧坏一组以及换向开关触点接触是否良好等,应视其情况分别予以排除。
布氏硬度和洛氏硬度有什么区别
洛氏硬度(HRC)和布氏硬度(HB)测试方法和单位都不同,两者大致为1:10的比例,HB240-270对应的洛氏硬度在HRC23~28范围。
区别:
1、单位不同
洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值的指标,以0.002毫米作为一个硬度单位。
布氏硬度是表示材料硬度的一种标准。由布氏硬度计测定。
2、适用情况不同
洛氏硬度(HR)测试,当被测样品过小或者布氏硬度(HB)大于450时,就改用洛氏硬度计量。
3、使用的材料不同
HRC是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度较高的材料。例如:钢材薄板、硬质合金。
HB 是采用100Kg载荷和直径1.5875mm淬硬的钢球求得的硬度,用于硬度较低的材料。例如:软钢、有色金属、退火钢等。
参考资料来源:百度百科-布氏硬度
参考资料来源:百度百科-洛氏硬度
两种都是测试硬度的标准,区别在于测量方法不同。布氏硬度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:F/π(d/2)2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。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检测。举例:120HBS10/1000/30: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)。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)。洛氏硬度洛氏硬度试验采用三种试验力,三种压头,它们共有9种组合,对应于洛氏硬度的9个标尺。这9个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。最常用标尺是HRC、HRB和HRF,其中HRC标尺用于测试淬火钢、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。HRB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。HRF标尺用于测试纯铜、较软的铜合金和硬铝合金。HRA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。表面洛氏硬度试验采用三种试验力,两种压头,它们有6种组合,对应于表面洛氏硬度的6个标尺。表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充,在采用洛氏硬度试验时,当遇到材料较薄,试样较小,表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时,就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压头,采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力,就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果。表面洛氏硬度的N标尺适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD测试的材料;T标尺适用于类似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG测试的材料。HRC标尺的使用范围是20~70HRC,当硬度值小于20HRC时,因为压头的圆锥部分压入太多,灵敏度下降,这时应改用HRB标尺。尽管HRC标尺被规定的上限值为70HRC,但是当试样硬度大于67HRC时,压头尖端承受的压力过大,金刚石容易损坏,压头寿命会大大缩短,因此一般应改用HRA标尺。HRA标尺的使用范围是20-88HRA,由美国标准ASTM E140可以获得以下换算关系:27HRA≈30HRB60HRA≈100HRB≈20HRC85.6HRA≈68HRC
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