《金屬力學(xué)性能測試》課件-硬度的概念和分類

硬度的概念和分類《金屬力學(xué)性能測試》引言硬度是工程上十分關(guān)注的力學(xué)性能之一硬度實(shí)驗(yàn)在工業(yè)生產(chǎn)及科研中的應(yīng)用極為廣泛硬度更直觀的感受體現(xiàn)在物體表面的塑性變形、壓痕或劃痕。硬度值是反應(yīng)材料硬度大小的重要指標(biāo)。硬度的基本概念硬度是衡量材料軟硬程度的一種力學(xué)性能。在力學(xué)定義中，硬度是指材料抵抗表面局部形變的能力—即抵抗更硬物體壓入其表面的能力。硬度的基本概念可以通過硬度試驗(yàn)反映出材料在不同化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及熱處理工藝條件下的性能差別。如：淬火鋼回火后的硬度取決于回火溫度及保溫時間，回火溫度越高，保溫時間越長，硬度越低。因此，可以利用硬度試驗(yàn)研究鋼的相變和檢驗(yàn)鋼鐵熱處理效果。硬度檢測是力學(xué)性能試驗(yàn)中最常用的一種方法低碳鋼熱處理硬度標(biāo)準(zhǔn)硬度的基本概念可以通過硬度試驗(yàn)反映出材料在不同化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及熱處理工藝條件下的性能差別。如：淬火鋼回火后的硬度取決于回火溫度及保溫時間，回火溫度越高，保溫時間越長，硬度越低。因此，可以利用硬度試驗(yàn)研究鋼的相變和檢驗(yàn)鋼鐵熱處理效果。硬度檢測是力學(xué)性能試驗(yàn)中最常用的一種方法中碳鋼熱處理硬度標(biāo)準(zhǔn)硬度的基本概念可以通過硬度試驗(yàn)反映出材料在不同化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及熱處理工藝條件下的性能差別。如：淬火鋼回火后的硬度取決于回火溫度及保溫時間，回火溫度越高，保溫時間越長，硬度越低。因此，可以利用硬度試驗(yàn)研究鋼的相變和檢驗(yàn)鋼鐵熱處理效果。硬度檢測是力學(xué)性能試驗(yàn)中最常用的一種方法高碳鋼熱處理硬度標(biāo)準(zhǔn)硬度的基本概念硬度—抗拉強(qiáng)度對照表（截取）硬度不是金屬獨(dú)立的基本性能，它與金屬材料的抗拉強(qiáng)度有著一定關(guān)系，由于硬度測試設(shè)備簡單，操作迅速，并可直接在產(chǎn)品或抽樣件上測試，所以在實(shí)際生產(chǎn)中是一種最常見的性能測試方法。硬度試驗(yàn)的作用和特點(diǎn)硬度測試可以有效地反映金屬材料的力學(xué)性質(zhì)。硬度是衡量金屬材料抵抗變形和損傷能力的指標(biāo)，不同種類的金屬材料具有不同的硬度值，同一材料在不同狀態(tài)下的硬度值也會有所不同。因此，硬度測試能夠?yàn)榻饘俨牧系牧W(xué)性質(zhì)提供有效的數(shù)據(jù)支持。硬度測試可以為金屬材料的使用性能提供參考依據(jù)。金屬材料在受到壓力作用時容易變形，如果材料的硬度較低，就容易出現(xiàn)劃痕、壓痕等問題。因此，硬度測試可以評估金屬材料在使用過程中的耐久性和使用壽命。硬度試驗(yàn)的作用通過硬度測試可以有效地反映金屬材料的力學(xué)性質(zhì)和使用性能，為產(chǎn)品的質(zhì)量提供有效的保障。硬度試驗(yàn)的作用和特點(diǎn)經(jīng)檢測后的制件不被損壞，留在制件表面上的痕跡很小，在大多數(shù)情況下對制件適用無影響，可視為無損檢驗(yàn)。對于重要的產(chǎn)品可以逐個進(jìn)行檢查，如一些熱處理后的模具、工具、工藝文件上都僅要求作硬度檢測。硬度檢測設(shè)備簡單，易于掌握。不僅可以在固定的儀器上進(jìn)行，而且還有便攜式的小型硬度計，在生產(chǎn)線或特大件上進(jìn)行檢測。硬度檢測有很高的工作效率，如洛氏硬度測定在同類的零件上一小時可測得120個以上數(shù)據(jù)。自動洛氏測定，每小時可達(dá)1000次。硬度試驗(yàn)的特點(diǎn)硬度試驗(yàn)的分類自1722年雷奧姆爾（Reaumvr）首先應(yīng)用了礦物對金屬進(jìn)行刻劃的初始硬度試驗(yàn)以來，人們提出過幾百種測量金屬硬度的方法。按試驗(yàn)力施加速度分類靜力試驗(yàn)法施加試驗(yàn)力時緩慢而無沖擊的。硬度的測定主要決定于被測試樣表面壓痕的狀況，即壓痕的深度、壓痕投影面積或壓痕凹印面積的大小。這包括所有的靜力壓入法，如常用的布氏、洛氏、維氏、努普硬度試驗(yàn)法等。動力試驗(yàn)法施加試驗(yàn)力的特點(diǎn)是動態(tài)和具有沖擊力，包括肖氏、里氏、錘氏和彈簧加力試驗(yàn)法等。硬度試驗(yàn)的分類按試驗(yàn)力的大小分類宏觀硬度試驗(yàn)法試驗(yàn)力≥49.03N(≥5kgf)小負(fù)荷硬度試驗(yàn)方法試驗(yàn)力1.961N～49.03N(0.2～5kgf)顯微硬度試驗(yàn)法試驗(yàn)力0.0098N～1.96N(0.001～0.2kgf)超顯微硬度試驗(yàn)法試驗(yàn)力<0.0098N(<0.001kgf)納米級硬度試驗(yàn)法試驗(yàn)力<50nN納米硬度檢測納米壓痕測試儀納米硬度檢測納米壓痕測試儀納米硬度檢測應(yīng)用領(lǐng)域半導(dǎo)體技術(shù)的保護(hù)層、金屬層等；數(shù)據(jù)存儲的磁盤保護(hù)涂層、圓盤基底上的磁性涂層、CD上的保護(hù)涂層等；光學(xué)元件中的光學(xué)抗劃涂層、接觸棱鏡；抗磨損TIN、TIC、DLC涂層的刀具、模具、手機(jī)外殼等；藥理學(xué)中藥片和藥丸、植入器官、生物組織；汽車的油漆和聚合物、清漆和修飾、玻璃窗、剎車片等。涂層的刀具藥片和藥丸硬度試驗(yàn)的分類按試驗(yàn)溫度分類01常溫硬度試驗(yàn)法在室溫下進(jìn)行02低溫硬度試驗(yàn)法在0℃以下某一特定溫度下進(jìn)行03高溫硬