文档介绍：金属的硬度
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本章内容
硬度及其意义
布氏硬度
维氏硬度
洛氏硬度
硬度测量操作要点
金属的硬度与强度的关系
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1、硬度表征材料软硬程度的一种性能,随大量试验表明，在下面的试验条件下，测量结果最为稳定：
当
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布氏硬度试验规程
试样厚度: 样品厚度一般要远大于压痕深度, 载荷较大，样品要厚。
P/D2：样品硬度高，P/D2要大
载荷保持时间：压头压入材料后，材料的塑性变形需要时间，硬度越高，塑性往往越小，载荷保持时间可以越小
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以钢（黑色金属）和铝合金（有色金属）为例，说明：
为什么钢的P/D2取30，而铝的P/D2取10？
为什么钢的载荷保持时间比铝的小？
试样厚度与载荷大小的关系？
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布氏硬度数据表示方法
载荷、压头直径、保持时间是布氏硬度试验三要素。
150HBS10/1000/30表示：硬度150，S表示采用淬火钢球；10表示压头直径10mm，1000表示载荷为1000Kg，30表示载荷保持时间为30s
200HBW10/3000/10表示：硬度200，硬质合金钢球；压头直径10mm，载荷3000Kg，载荷保持时间10s。
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布氏硬度试验
查待测材料可能的硬度
查手册选择试验标准，
包括载荷、压头直径、
保持时间等
进行试验测试。
尽可能选择较大载荷！！
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布氏硬度特点
优点：
压痕面积大，反映较大范围内材料的硬度性能
试验数据稳定，重复性好，应用广泛
适用于晶粒粗大、相组成复杂、相尺寸较大的材料
缺点：
为保证数据可靠，需根据材料的种类和试样的厚薄更换压头。d=~
属有损检测，压痕较大，不能在成品表面进行检测
试验操作和压痕测量费时，工作效率低，不能连续检测，在大批量生产检验时不宜使用
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维氏硬度
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α=136o的金刚石四棱锥体
取α=136o 与布氏硬度的计算方法相同。
维氏硬度可分为宏观和微观两种：
宏观：F=～ N 六级大载荷 F=～ N 七级小载荷
显微：F=×10-3～ N 五级
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为什么选择136o？
布氏硬度中，要求：
当为44o时，其对角为136o。
为什么维氏硬度测试不同的材料不需要更换压头？
维氏硬度测量时，压痕总接近于满足几何形状的相似性
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维氏硬度特点
只需要测试压痕对角线长度d，根据公式可以计算出硬度
可以用于测量从软到硬的材料
维氏硬度测试的数值可以直接比较
理论上可以选择任意载荷
但是具体测试时，希望压痕不要太浅，也不要太深，一般在5，10，20，30，50，100，120Kg选择合适的载荷，选择的依据是该材料的硬度。
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显微硬度
载荷很小的维氏硬度，载荷大小从5g到200g
可以用于分析材料中某一个相的硬度，或者单个晶粒内的硬度
可以用于分析渗层中的硬度变化
可以用于鉴别不同的相，例如：
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维氏硬度测试方法
根据材料种类、硬度选择合适的载荷、保压时间
测试压痕对角线直径
计算维氏硬度
注意压痕形状需要在下图a中为最佳
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计算题1：（30kgf）载荷下测定某钢材的维氏硬度。，计算该钢材的维氏硬度值。
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计算题1：（30kgf）载荷下测定某钢材的维氏硬度。，计算该钢材的维氏硬度值。
答案：
把30kgf带入进行计算时：
：
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压头：圆锥角等于120O的金刚石圆锥体，或直径D＝
P0＝10Kgf＝98N————h0
P0＋P1（140Kgf）——————h1
P0————e
洛氏硬度
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使用金刚石压头时，k＝
使用淬火钢球时，k＝，此时可能出现测试的结果为负值的情况，此时在上面公式中加30，得到：
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上面的测量中，初始载荷10Kgf