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洛氏硬度计和维氏硬度计试验原理分析
编辑:莱州知金测试仪器有限公司   发布时间:2018-08-02

一、洛氏硬度  

    1、实验原理  

     洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头,以规则的实验力使其压入试样外表。实验时,先加初实验力,然后加主实验力。压入试样外表之后卸除主实验力,在保存初实验力的情况下,依据试样外表压痕深度,断定被测金属资料的洛氏硬度值。             

     如图所示,0-0为金刚石压头还没有和试样接触的方位。1-1是在初实验力效果下压头所在的方位,压入深度为h1,意图是为了消除因为试样外表不光亮对实验成果的准确性形成的不良影响。图中2-2在总实验力(初试力+主实验力)效果下压头所在方位,压入深度为h2。3-3是卸除主实验力后压头所在的方位,因为金属弹性变形得到康复,此刻压头实践压入深度为h3。故因为主实验力所引起的塑性变形而使压头压入深度为h=h3-h1。洛氏硬度值由h的巨细断定,压入深度h越大,硬度越低;反之,则硬度越高。一般说来,依照人们习惯上的概念,数值越大,硬度越高。因此选用一个常数c减去h来表明硬度的高低。并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。由此取得的硬度值称为洛氏硬度值,用符号HR表明。             

     式中,c为常数(关于 HRC、HRA,c取0.2;关于HRB,c取0.26)。由此取得的洛氏硬度值HR为一无名数,实验时一般由实验机指示器上直接读出。 

      2、常用洛氏硬度标尺及适用范围  

     上述洛氏硬度计的三种标尺中,以HRC使用最多,一般经淬火处理的钢或东西都选用HRC丈量。在中等硬度情况下,洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间联系约为1:10,如40HRC 相当于400HBS 。如50HRC,表明用HRC标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有用丈量范围内(HRC为20-70)为有用。 

     3、实验优缺陷 

     长处:①操作简略敏捷,效率高,直接从指示器上可读出硬度值; 

           ②压痕小,故可直接丈量制品或较薄工件的硬度; 

           ③关于HRA和HRC选用金刚石压头,可丈量高硬度薄层和深层的资料。 

     缺陷:因为压痕小,测得的数值不行准确,通常要在试样不同部位测定四次以上,取其均匀值为该资料的硬度值。 

二、维氏硬度 

布氏硬度实验不适用于测定硬度较高的资料。 

洛氏硬度实验尽管可用于测定较资料和硬资料,但其硬度值不能进行比较。 

维氏硬度实验可以丈量从软到硬的各种资料以及金属零件的外表硬度,并有连续共同的硬度标尺。  

     1、实验原理 

       维氏硬度实验原理与布氏硬度类似,也是依据压痕单位外表积上的实验力巨细来核算硬度值。差异在于压头选用锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体,将其以选定的实验力压入试样外表,按规则坚持必定时刻后卸除实验力,丈量压痕两对角线长度,如书上P9图1-5所示。维氏硬度值用四棱锥压痕单位面积上所承受的均匀压力表明,符号HV。        

     式中 F-效果在压头上的实验力(N),d-压痕两对角线长度的均匀值(㎜),HV值的单位为N /㎜ 2 ,但习惯上只写出硬度值而不标出单位。  

     2、常用实验力及其适用范围  

     维氏硬度实验所用实验力视其试件巨细、薄厚及其它条件,可在49.03-980.7N的范围内挑选实验力。常用的实验胃有49.03、98.07、196.1、294.2、490.3、980.7N。HV符号前面的数字为硬度值,后边顺次用相应数字注明实验力和实验力坚持时刻(10-15s不标示)。如640/HV30/20,表明30kgf (294.2N) 实验力,坚持时刻为20s测得维氏硬度值为640。 

     维氏硬度计适用范围宽,特别适用于测定金属镀层、薄片金属及化学热处理后的外表硬度,其成果准确牢靠。当实验力小于0.2 kgf (1.961N)时,可用于丈量金相组织中不同相的硬度。  

3、实验优缺陷 

     长处:①与布氏、洛氏硬度实验比较,维氏硬度实验不存在实验力与压头直径有必定比例联系的束缚;           ②不存在压头变形问题; ③压痕概括明晰,选用对角线长度计量,准确牢靠,硬度值差错较小。 

     缺陷:其硬度值需求先丈量对角线长度,然后经核算或查表断定,故效率不如洛氏硬度实验高。