【专业知识】一文全懂:硬度的定义、测试、选用及换算
硬度的定义
1
布氏硬度
Brinell Hardness
布氏硬度(符号HB)试验方法,在已成公认规格的硬度中,是最早被开发总结出来的一种方法,它促成了其他硬度试验方法的出现。
布氏硬度试验的原理为:压头(钢球或硬质合金球、直径Dmm)施加试验力F,试样打压后,提升压头留下的凹部直径d(mm)中计算出球压头与试样的接触面积S(mm2),除试验力而得出的值。压头为钢球时的符号为HBS、硬质合金球时为HBW。k是常数(1/g= 1/9.80665 = 0.102)。
2
维氏硬度
Vickers Hardness
维氏硬度(符号HV)是可以用任意试验力进行试验的应用范围最为广泛的试验方法,特别在9.807N以下的微小硬度领域的应用非常多。
维氏硬度是将试验力F(N)除以标准片与压头之间的接触面积S(mm2)所得的值,该面积根据在试验力F(N)下通过压头(四方锥金刚石,相对面角=136˚)在标准片上形成的压痕的对角线长度d(mm,两个方向长度的平均值)计算。k为常数(1/g=1/9.80665)。
3
努氏硬度
Knoop Hardness
努氏硬度(符号HK) 如以下公式所示,是通过将试验力除以压痕投影面积A (mm2)所计算的值,该面积根据在试验力F通过按压长菱形金刚石压头(相对边角为172˚30'和130˚)在标准片上形成的压痕的较长对角线长度d (mm)计算。努氏硬度也可以通过将显微硬度试验机的维氏压头替换为努氏压头来测量。
4
洛氏及表面洛氏硬度
Rockwell Hardness
洛氏硬度(符号 HR)或洛氏表面硬度的测量之前,需先使用金刚石压头(尖端锥角:120˚,尖端半径:0.2mm)或球形压头(钢球或硬质合金球)向标准片施加预加载力,然后施加试验力,并恢复预加载力。
该硬度值由硬度公式得出,该公式以预加载力和试验力之间的压痕深度h(μm)之差表示。洛氏硬度测试使用98.07N的预加载力,洛氏表面硬度测试则使用29.42N的预加载力。结合压头类型、试验力和硬度公式一起提供的特定符号被称为标尺。日本工业标准(JIS)定义了各种相关硬度标尺。
硬度试验机操作比较简单迅速, 可直接在原材料或零件表面上测试,因此被广泛应用。
硬度试验机阵容
显微维氏硬度试验机 HM系列
维氏硬度试验机 HV系列
洛氏硬度试验机 HR系列
便携式里氏硬度计 HH系列
硬度试验方法的选择指南,供您参考:
硬度选择指南
硬度选择换算
1.努氏硬度与维氏硬度的换算
(1)以相同硬度的物体对努氏维氏两种压头具有相等的抗力为依据,分别对维氏努氏两种压头在加载荷下的应力进行推导,再根据σ H K=σ HV 得出:HV=0.968HK。本公式是在低载荷下测得,误差比较大。此外在硬度值大于HV900时此公式误差很大,失去参考价值。
(2)经过推导与修正提出努氏硬度与维氏硬度的换算公式为
经实际数据验证,该公式的最大相对换算误差为0.75%,具有较高的参考价值。
2.洛氏硬度与维氏硬度的换算
(1)对Hans·Qvarnstorm提出的The Qvarnstorm换算公式
进行修正后得出洛氏硬度与维氏硬度的换算公式为:
此公式用我国公布的黑色金属硬度标准数据进行换算,其HRC误差基本上在±0.4HRC 范围内,其最大误差也仅士0.9HRC,计算的HV误差最大为±15HV。
(2)根据不同压头所受应力σ HRC =σ HV ,通过对洛氏硬度与维氏硬度压痕深度关系曲线的分析得出公式
本公式与国家标准实验换算值对照,换算式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。
(3)根据实际的实验数据利用线性回归的方法对洛氏硬度与维氏硬度的换算进行探讨,得出公式:
本公式使用范围小,误差较大,但计算简便,在对精度要求不高时可以使用。
3.洛氏硬度与布氏硬度的换算
(1)对布氏压痕和洛氏压痕深度关系进行分析,根据压头的应力σ HRC =σ HB 得出换算公式
计算结果与国家标准实验值对照,换算式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。
(2)根据实际实验数据用线性回归法得到公式
公式误差偏大,使用范围偏小,但计算简便,在对精度要求不高的情况下可以使用。
4.布氏硬度与维氏硬度的换算
布氏硬度与维氏硬度的关系,同样根据σ HB =σ HV 得出公式
此公式换算结果与国家标准换算值对照,换算误差为±2HV。
5.努氏硬度与洛氏硬度的换算
因为努氏硬度与洛氏硬度的对应曲线类似于抛物线,故由曲线得出近似的换算公式为
文章来源:直观学机械
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企业简介
Company Information
“窗固”是门窗幕墙紧固件行业的知名品牌,旗下 上海窗固工贸有限公司和 上海窗固紧固件制造有限公司是对同一投资主体而分工明确的两家公司。前者主要研究门窗幕墙行业的紧固特点和需求,以最大限度满足和服务门窗幕墙行业客户为经营宗旨;后者专注于紧固件的研发和生产,为前者提供必要的技术支持,同时兼顾为其他行业提供服务和产品支持。
公司积极开拓国内外市场,公司产品在国内中高端市场的占有率名列前茅,特别是在上海及周边地区更是独树一帜。其主打产品自攻螺钉、自钻自攻螺钉因质量稳定,产品在国内外同行中享有很高评价。
公司的生产基地在上海市金山区亭卫公路3566号,公司建筑面积20000平方米,员工40多名,车间拥有110套来自台湾的先进冷墩、钻尾和搓丝设备、并配有电脑在线检测系统,对稳定产品质量提供有力保障,同时配有自动送料装置和甩油装置,进一步提高生产效率,降低生产成本,目前公司年产紧固件15亿件,且可随着市场的扩展,可以进一步扩大产能。公司有一条半自动包装流水线及3000平方米的立体托盘货架。
窗固产品目前拥有四大系列(不锈钢系列,碳钢系列,锚固系列,辅助工具及其他非标系列),两千多个品种,产品还在进一步丰富和发展。为了更好的服务客户,公司不断丰富和完善自己的产品结构。
公司拥有完善的质量管理系统,先进的质量检测设备和专业的质量管理队伍。是上海建筑五金门窗协会和上海建筑装饰协会幕墙委员会的长期会员单位。
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公司积极开拓国内外市场,公司产品在国内中高端市场的占有率名列前茅,特别是在上海及周边地区更是独树一帜。其主打产品自攻螺钉、自钻自攻螺钉因质量稳定,产品在国内外同行中享有很高评价。
公司的生产基地在上海市金山区亭卫公路3566号,公司建筑面积20000平方米,员工40多名,车间拥有110套来自台湾的先进冷墩、钻尾和搓丝设备、并配有电脑在线检测系统,对稳定产品质量提供有力保障,同时配有自动送料装置和甩油装置,进一步提高生产效率,降低生产成本,目前公司年产紧固件15亿件,且可随着市场的扩展,可以进一步扩大产能。公司有一条半自动包装流水线及3000平方米的立体托盘货架。
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