第十四章 各种硬度计的原理、构造及应用 与材料的关系 硬度反映了材料弹塑性变形特性,是一项重要的力学性能指标
与其他力学性能的测试方法相比,硬度试验具有下列优点:试样制备简单,可在各种不同尺寸的试样上进行试验,试验后试样基本不受破坏;设备简便,操作方便,测量速度快;硬度与强度之间有近似的换算关系,根据测出的硬度值就可以粗略地估算强度极限值
所以硬度试验在实际中得到广泛地应用
硬度测定是指反一定的形状和尺寸的较硬物体(压头)以一定压力接触材料表面,测定材料在变形过程中所表面出来的抗力
有的硬度表示了材料抵抗塑性变形的能力 (如不同载荷压入硬度测试法),有的硬度表示材料抵抗弹性变形的能力(如肖氏硬度)
通常压入载荷大于9
81N(1kgf)时测试的硬度叫宏观硬度,压力载荷小于 9
81N(1kgf)时测试的硬度叫微观硬度
前者用于较在尺寸的试件,希反映材料宏观范围性能;后者用于小而薄的试件,希反映微小区域的性能,如显微组织中不同的相的硬度,材料表面的硬度等
硬度计的种类很多,这里重点介绍最常用的洛氏、布氏、维氏和显微硬度测试法
1 洛氏硬度测试法 一、洛氏硬度的测量原理 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一
它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的
通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬
图 14-1 表示了洛氏硬度的测量原理
图中: 0-0:未加载荷,压头未接触试件时的位置
1-1:压头在预载荷 P0(98
1N)作用下压入试件深度为 h0 时的位置
h0 包括预载所相起的弹形变形和塑性变形
2-2:加主载荷 P1 后,压头在总载荷 P= P0+ P1 的作用下压入试件的位置
3-3:去除主载荷 P1 后但仍保留预载荷 P0 时压头的位置,压头压入试样的深度为 h1