文档介绍：金属材料的硬度
主要内容
硬度试验的分类、物理意义和特点
硬度试验
1)布氏硬度 2)洛氏硬度 3)维氏硬度
4)显微硬度
显微维氏硬度、显微努氏硬度
5)肖氏硬度
一、硬度试验的分类、物理意义和特点
1. 硬度试验的分类
硬度试验
静载
压入法
刻划法
压入法
加载速度
载荷、压头
表示方法
布氏硬度
洛氏硬度
维氏硬度
显微硬度
肖氏硬度
动载
压入法
刻划法只能对硬度作定性评估,工程中已经很少使用
或者:压入法、回跳法、刻划法
2. 硬度试验的物理意义
1)压入法:材料表面抵抗物体压入引起的塑性变形的抗力
2)刻划法:材料抵抗表面局部断裂的能力
3)回跳法:材料弹性变形功的大小
硬度值:表征材料的弹性、塑性、形变强化、强度和韧性等一系列不同物理量组合的一种综合性能指标
3. 硬度试验的特点
1)应力状态软性系数最大(α>2),塑性和脆性材料都可以测量,甚至像玻璃、陶瓷、金刚石等脆性材料,在硬度试验时,也表现为塑性状态
2)实验方法简单,无须加工试样
3)造成的表面损伤小,基本属于“无损”或微损检测范围
4)与其他静载荷下的力学性能指标之间存在一定关系,如可以由硬度大致推测强度值
5)测量范围大可至多个晶粒,小可测单个晶粒,甚至几个原子范围(纳米压痕仪(NanoIndenter))
二、硬度试验
1. 布氏硬度
1)布氏硬度测试法
1900年瑞典布利奈尔(Brinell)
说明:
a)布氏硬度值的大小是压痕单位面积上所承受的压力
b)布氏硬度值一般不标出单位
c)只要测量出压痕直径,就可以得出硬度值
d)硬度值越高,表示材料越硬
e)若测量数据能相互比较,必须载荷和钢球直径恒定
压痕相似原理
如果只采用一种载荷和钢球直径,则
a)对于硬材料合适时,对较软材料不合适(钢球全部陷入材料内部)
b)对于厚材料合适时,对薄材料不合适(薄材料被压透)
c)对于大尺寸材料合适时,对小尺寸材料不合适(试样不能有过大的压痕)
最终结果:不同场合采用不同载荷和钢球直径
问题:对同一材料,不同P和D必须得到相同的硬度值
解决方法:建立P和D的匹配关系,使不同P和D形成的压痕在几何形状上相似(压痕相似原理)
2)压痕相似原理
压痕相似原理
得到相同的硬度值
压痕几何形状相似
压入角φ相等