文档介绍：第六章 力学性能测试
第七节
硬度测试
主讲:22号王晨
一、概论
1、基本概念:材料的硬度是表示材料抵抗其他较硬物体的
压入能力,是材料软硬程度的有条件性的定量反映。用以反
映材料承受应力而不发生变化的能力。
固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬
的指标。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标
准。各种硬度标准的力学含义不同,相互不能直接换算,但
可通过试验加以对比。
2、分类
划痕硬度
压入硬度
回跳硬度
主要用于比较不同矿物的软硬程度,方法
是选一根一端硬一端软的棒,将被测材料
沿棒划过,根据出现划痕的位置确定被测
材料的软硬。定性地说,硬物体划出的划
痕长,软物体划出的划痕短。
主要用于金属材料,方法是用一定的载荷
将规定的压头压入被测材料,以材料表面
局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬
。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不
同,压入硬度有多种,主要是布氏硬度、
洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。
主要用于金属材料,方法是使一特制的小
锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试
样,并以试样在冲击过程中储存(继而释
放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度
测定)确定材料的硬度。
按加载方式考虑分类
动载法
动载法有弹性回跳法和用冲击力把淬火钢球压入式样的方法
静载法
是以一定形状的压头平稳而又逐渐加荷,将压头压入式样的方法,简称“压
入法”
测量硬度测试大多采用压入法,布氏硬度,洛氏硬度和邵氏硬度都以压入
法的原理为基础的。
早在1822年,Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世
界上最硬的和最软的物体,这是所谓的摩氏硬度计。按
照他们的软硬程度分为十级:
1)滑石 2)石膏 3)方解石 4)萤石 5)磷灰石
6)正长石 7)石英8)黄玉 9)刚玉 10)金刚石
硬度不是一个简单的物理概念,而是材料弹性、塑性、
强度和韧性等力学性能的综合指标。
滑石,亦名画石、液石、脱石、冷石、番石、共石。
滑石是一种常见的硅酸盐矿物,它非常软并且具有滑腻的手感。人们曾选出10个矿物来表示10个硬度级别,称为摩斯硬度,在这10个级别中,第一个就是滑石。柔软的滑石可以代替粉笔画出白色的痕迹。滑石一般呈块状、叶片状、纤维状或放射状,颜色为白色、灰白色,并且会因含有其他杂质而带各种颜色。滑石的用途很多,如作耐火材料、造纸、橡胶的填料、绝缘材料、润滑剂、农药吸收剂、皮革涂料、化妆材料及雕刻用料等等。滑石是已知最软的矿物,其莫氏硬度标为1。用指甲可以在滑石上留下划痕。
石膏
通常为白色、无色,无色透明晶体称为透石膏,有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。条痕白色。透明。玻璃光泽,解理面珍珠光泽,纤维状集合体丝绢光泽。解理极完全,和中等,解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。性脆。~2。不同方向稍有变化。。
方解石是一种碳酸钙矿物,天然碳酸钙中最常见的就是它。因此,方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样,它们的集合体可以是一簇簇的晶体,也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解石可以得到很多方形碎块,故名方解。方解石的色彩因其中含有的杂质不同而变化,无色或白色,有时被Fe、Mn、Cu等元素染成浅黄、浅红、紫、褐黑色。无色透明的方解石称为冰洲石(icespar)。硬度3。~。