工程材料的分类与性能教学PPT课件.ppt

1. 布氏硬度HB 压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。 压头为硬质合金时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。 符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120，10~15s不注。图纸上标注时在30~40个范围。 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。 适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。 材料的?b与HB之间的经验关系： 对于低碳钢: ?b(MPa)≈3.6HB 对于高碳钢：?b(MPa)≈3.4HB 对于铸铁： ?b(MPa)≈1HB或0.6(HB-40) 2. 洛氏硬度 0 0 120℃ 1 1 F0 b a 2 2 F0+F1 c 3 3 F0 d 金钢石作压头，K为100；淬火钢球作压头，K为130 根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，A、B、C、D、E、F、G、H、K，常用的标尺为A、B、C、D。 符号HR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺, 如50HRA、30HRB、60HRC、40HRD HRA用于测量高硬度材料，如硬质合金、表面淬火层和渗碳层。 HRB用于测量硬度较低的材料，如有色金属和退火、正火钢等。 HRC用于测量中等硬度的材料，如调质钢、淬火钢等。 HRD用于薄钢板、中等厚度表面硬化零件等。 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。 缺点：测量结果分散度大。 3. 维氏硬度 维氏硬度试验原理 维氏硬度计 维氏硬度用符号HV表示，符号前的数字为硬度值，后面的数字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间，如640HV30/20，30表示30kgf，20表示保持20秒，10~15s不注。 维氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度的优点，既可测量由极软到极硬的材料的硬度，又能互相比较。既可测量大块材料、表面硬化层的硬度，又可测量金相组织中不同相的硬度。 4、其它硬度 1) 肖氏硬度 又名回跳硬度。是把规定形状和重量的金刚石或钢球冲头从初始高度h0落在试样表面上，冲头弹起一定高度h，测h与h0的比值与肖氏硬度系数的乘积就是肖氏硬度值。用符号HS表示。 HS = R× h/h0式中 R：肖氏硬度系数 肖氏硬度主要取决于材料弹性变形能力的大小。试验时，冲头回跳高度与材料硬度有关。材料愈硬其弹性极限愈高，冲头回跳高度越高。肖氏硬度值是一个无量纲的值，可在硬度计上直接读取。它适用于测量大型表面光滑的工件，如大型冷轧辊的验收就采用肖氏硬度。 2) 努氏硬度 将两相对棱边夹角分别为172?30?和130?的菱形锥体金刚石压头以规定的试验力压入试样表面，以规定的保持时间后卸除试验力，测量其压痕的长对角线，计算出压痕投影面积，则压痕投影单位面积所承受的平均压力值就是努氏硬度值。用符号HK表示。 努氏硬度试验可以测量极薄、极细小试样，又可测量如玻璃、玛瑙、矿石等脆性材料的硬度。特别适用于对经表面热处理或化学热处理的工件硬度和硬度梯度的测定。 3) 莫氏硬度 是一种划痕硬度。硬度可以定义为材料抵抗划痕的能力。将十种矿物按硬度逐渐增高的次序排列，得到了莫氏硬度的等级如下：(1)滑石；(2)石膏；(3)方解石；(4)氟石；(5)磷灰石；(6)长石；(7)石英；(8)黄石；(9)蓝宝石或刚玉；(10)金刚石。 如果被测材料能划伤某一级莫氏等级的材料，而不能划伤相邻高级的莫氏等级材料，则就此可以近似确定此材料的莫氏硬度值。如普通玻璃大约是5.5级，淬硬钢大约是6.5级，这种测量硬度的方法很粗略，适合于矿物识别。 4) 锉刀硬度 是一种划痕硬度，是利用经过标定的硬度不同的几把锉刀，通过锉削试样或工件，可以确定被测物的硬度范围。 标准锉刀：其形状、大小、刀纹都应当一致，每两把锉刀相差5HRC。如果工件能被55HRC的锉刀锉削，而不能被50HRC的锉刀锉削，便可确定该工件的硬度在50HRC～55HRC之间。 5) 超声波硬度 是用一根镶有金刚石锥体压头的超声波传感器杆，在固定试验力作用下与试件接触，压头压入试件后，杆的谐振频率发生改变，通过测量传感器杆谐振频率的变化即可测定试样硬度。 在试验中，其值可直接在刻度盘上读出，一般用洛氏硬度或维氏硬度来表示。 四、冲击韧度 1. 冲击试验：摆锤式一次性冲击试验。（U型口和V型口） 2. 冲击吸收功：摆锤冲断试样所做的功，称为冲击吸收功，以Ak表示。 Ak值对材料组织缺陷十分敏感，是检验冶炼和热加工质量的有效方