硬度是指材料抵抗局部变形,即抵抗刻划、压入机械作用的能力。刻划或压入其表面的能力称为硬度。金属的耐磨性、强度等通常都和硬度有关。它是材料的弹性、强度、塑性、韧性等一系列不同力学性能组成的综合性能指标,是选择材料的重要依据。
测定硬度的方法有压入法、弹性回跳法和划痕法等。依据试验方法的不同,可用不同的量值来表示硬度。目前,在生产中应用最广泛的硬度是布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1. 布氏硬度(HBW)
布氏硬度的试验原理是将一定直径的硬质合金球施加试验力压入试样表面,经规定保持时间(s)后,卸除试验力,测定试样表面压痕的直径,即可求得布氏硬度值(HBW)。
布氏硬度值的表示:布氏硬度符号用HBW表示。符号 HBW前面的数值为硬度值,符号后面是按如下顺序表示试验条件的指标:
①. 硬质合金球直径(mm);
②.试验力大小的数值[(k)N];
③. 与规定时间不同的试验力保持时间(s)。
2. 洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)
洛氏硬度试验法是目前应用最广泛的试验方法之一。
洛氏硬度试验时,其硬度值可从硬度计的指示器上直接读出,而无需测量压痕深度,硬度值只表示高低,所以没有单位。常用的洛氏硬度值为HRC、HRB。
测出硬度值后,应标明硬度值符号(用球测量应表明压头代号,钢球为S,硬质合金球为W)。
例如,59HRC表示用C标尺测得洛氏硬度值为59;60HRBW表示用硬质合金球压头在B标尺上测得的洛氏硬度值为60。
洛氏硬度试验法的优点是操作简便、迅速,压痕较小,故可在工件表面或较薄的金属上进行试验,并适于大量生产中的成品检查,适于各种软硬材料。
洛氏硬度值的试验原理是将压头(金刚石圆锥、钢球、或硬质合金球)分两步压被测入表面,经规定保持时间,卸除测试力,测量被测金属表面残留压痕深度,并以此来计算试件硬度值,即
3. 维氏硬度(HV)
其试验原理是将顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头,用试验力压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,并通过测量试样表面压痕对角线长度来确定试件硬度。所得硬度值用符号“HV”来表示。
HV可根据压痕对角线平均长度d值查表求出,也可用公式HV=0.1891F/d2计算求得。
例如,640HV30表示在试验力294.2N下保持10~15s,测得的维氏硬度值为640(HV后面的数值为试验力值,试验力保持时间10~15s不标注);640HV30/20表示在试验力为294.2N下保持20s,测得的维氏硬度值为640。
上面介绍了钢的力学性能,在选用不锈钢材料时是非常有用的,因为使用不锈钢加工制作的工件或设备在使用时是要承受一定载荷的,如不锈钢容器就是在一定压力下工作的。