工程材料與熱處理 課件 2金屬材料硬度探究

金屬材料硬度探究目錄硬度定義0102布氏硬度03洛氏硬度04維氏硬度05匯報展示準(zhǔn)備01硬度定義力學(xué)性能指標(biāo)--硬度硬度的定義與重要性硬度是衡量材料抵抗表面局部塑形變形、壓痕和劃痕能力的力學(xué)性能指標(biāo)，它不僅反映了材料的軟硬程度，還與強度和塑性等其他性能指標(biāo)密切相關(guān)。硬度的測定主要通過壓入法和劃痕法進(jìn)行，其中壓入法更為常用，包括布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等不同的測試方法，每種方法都有其特定的應(yīng)用場景和優(yōu)缺點。硬度在工業(yè)中的應(yīng)用在機械設(shè)計和熱處理工藝中，硬度是評估材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，常用于確定零件的技術(shù)條件和檢驗產(chǎn)品是否合格，對保證機械設(shè)備的性能和壽命至關(guān)重要。硬度的測定方法壓入法01布氏硬度試驗原理布氏硬度測試通過將硬質(zhì)合金球壓入材料表面，測量留下的壓痕直徑來計算硬度值。這種方法適用于較軟的金屬材料，能夠提供準(zhǔn)確的硬度讀數(shù)。03維氏硬度的應(yīng)用優(yōu)勢維氏硬度測試因其高準(zhǔn)確度和廣泛的測量范圍而受到青睞。它不僅適用于各種硬度的材料，還能精確測定薄層和表面處理層的硬度。洛氏硬度試驗原理洛氏硬度試驗使用不同類型和大小的壓頭，通過測量壓痕深度來計算硬度值。該方法操作簡便，適用于多種金屬材料，但精度相對較低，需要多次測量取平均值。0202布氏硬度試驗原理布氏硬度試驗原理布氏硬度試驗通過將一定直徑的碳化鎢合金球壓入材料表面，測量壓痕直徑來計算硬度值。這種方法適用于測定較軟材料的硬度，其壓痕較大，準(zhǔn)確性較高。但不適合成品件和薄片材料。數(shù)顯布氏硬度計布氏硬度試驗原理表示方法布氏硬度的表示方法布氏硬度通過符號HBW表示，如300HBW代表材料硬度值為300。其測定基于碳化鎢合金球壓入試樣表面后形成的壓痕直徑，通過查表得出硬度值。這種表示方法簡單直觀，便于快速識別材料硬度等級。特點分析布氏硬度的特點布氏硬度測試使用較大直徑的鋼球，在金屬材料表面留下較大的壓痕，因此測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。然而，由于壓痕較大，這種方法不適用于成品件或薄片材料的硬度測定。03洛氏硬度試驗原理洛氏硬度試驗原理洛氏硬度試驗使用不同類型和大小的壓頭，通過測量壓痕深度來計算硬度值。該方法操作簡便，適用于多種金屬材料，但精度相對較低，需要多次測量取平均值。洛氏硬度試驗原理

洛氏硬度計

表示方法洛氏硬度使用HR作為符號前綴，后跟標(biāo)尺類型，不同標(biāo)尺對應(yīng)不同的試驗條件。例如HRC表示使用C標(biāo)尺測量的洛氏硬度。此表示法涵蓋了多種金屬材料，適用于不同硬度范圍的測定。120°圓錐壓頭的洛氏硬度表示

碳化鎢合金球壓頭的洛氏硬度表示洛氏硬度的優(yōu)點與局限洛氏硬度試驗操作簡便、快速，能夠直接從表盤上讀取硬度值，適合測量較薄工件的硬度。但精度相對較低，通常需要在不同部位多次測量以獲得更準(zhǔn)確的平均硬度值。特點分析04維氏硬度試驗原理維氏硬度試驗原理維氏硬度試驗采用金剛石正四棱錐體作為壓頭，通過測量壓痕對角線長度來計算硬度值。這種方法準(zhǔn)確度高，適用于從極軟到極硬的材料，但對試樣表面要求較高。維氏硬度計原理圖

維氏硬度計

表示方法維氏硬度以HV為符號，前面是具體的硬度數(shù)值，后面可跟隨測試條件等信息。測量范圍廣泛，從5到3000HV。這種表示方法精確度高，適用于從極軟到極硬材料的硬度測量。維氏硬度采用金剛石正四棱錐體作為壓頭，可以測定從極軟到極硬的材料，且準(zhǔn)確度高。其施加的壓力小，壓入深度淺，特別適合測定零件表面滲層和薄片金屬的硬度。維氏硬度特點三種硬度對比010203布氏硬度的特點布氏硬度測試使用大直徑鋼球，在材料表面留下較大壓痕，因此測量結(jié)果準(zhǔn)確。然而，由于壓痕較大，不適用于成品件和薄片材料的硬度測定。洛氏硬度的優(yōu)點與局限洛氏硬度測試操作簡便、快速，適合測量較薄工件的硬度。但精度較低，硬度值波動大，通常需要多次測量取平均值以提高準(zhǔn)確性。維氏硬度的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)維氏硬度能準(zhǔn)確測量從極軟到極硬的材料，且施加壓力小，適合測定零件表面滲層等。但對試樣表面要求高，測量過程相對復(fù)雜，效率不如洛氏硬度。估算抗拉強度硬度與抗拉強度的關(guān)系硬度是衡量材料抵抗表面局部塑形變形的能力，而抗拉強度則是材料在拉伸過程中抵抗斷裂的最大應(yīng)力。兩者之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，可以通過硬度值估算出材料的抗拉強度。根據(jù)《GB/T33362-2016/ISO18265：2013金屬材料硬度值的換算》標(biāo)準(zhǔn)，可以查閱不同硬度試驗方法之間的換算關(guān)系，從而將一種硬度值轉(zhuǎn)換為另一種硬度值。硬度在機械設(shè)計中的應(yīng)用在機械設(shè)計中，零件的技術(shù)條件往往標(biāo)注硬度要求，以確保零件在使用過程中具有足夠的強度和耐磨性。同時，熱處理工藝中也常常以硬度作為檢驗產(chǎn)品是否合格的主要依據(jù)。硬度值的換算方法與強度塑性關(guān)系020301硬度與抗拉強度的關(guān)聯(lián)硬度是衡量材料抵抗局部塑形變形的能力，而抗拉強度則反映了材料在拉伸過程中的最大承載能力。兩者雖不同，但硬度值常用于估算材料的抗拉強度。硬度與塑性的關(guān)系硬度高的材料通常塑性較低，因為它們更難發(fā)生形變。反之，較軟的材