生活中,大家經(jīng)常接觸到2B鉛筆,時而互相調(diào)侃。鉛筆其實除了2B,還有HB等等。學(xué)工科以后就會去猜想:這個2B到底是什么意思?
作為一個理論力學(xué)剛好及格出頭的小編,直觀的思維就是:硬度。想當年物理老師還告訴我們,最軟的是滑石、石墨,比較硬的有鉑金啊,鋼鐵,最硬的那些就是很貴很貴各種高大上的寶石,水晶、剛玉、鉆石。其實這個就是“莫氏硬度”。
莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標準,分成十個等級。
說回到鉛筆,鉛筆中:B=BLACK(黑度),H=HARD(硬度),B數(shù)越多鉛筆就越黑越軟,H數(shù)越多就越硬顏色越淺。鉛筆硬度等級排序:10B、9B、8B、7B、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H。10B最軟墨最深,10H最硬墨最淺。所以它不是莫氏硬度。
(扯了這么多,其實就想引出今天的話題:硬度。凹死小編了,看在這么辛苦的份上怎么也在文章末尾點一下大拇指吧!)
一、什么是硬度
金屬重要的性質(zhì)之一是硬度。鐵釘子可以釘入木頭是因為鐵比木頭硬。將另一物體向某一物體表面壓入時,該物體的抵抗能力就是硬度。歸結(jié)到定義就是材料通過永久塑性變形抵抗外加載荷的強度性能。
二、常見的硬度
在硬度檢測中,我們經(jīng)常會看到布氏、洛氏、維氏這些詞語。它們是什么意思呢?小編現(xiàn)在慢慢向您說來......
我們知道硬度是當一個物體向某一物體壓入時,該物體的抵抗能力。那么科學(xué)家們就根據(jù)這個原理將測試分為兩大類:劃痕硬度和壓入硬度。
所謂的劃痕硬度,簡單來說是用不同硬度的鉛筆劃待測物體表面。
壓入硬度是將某種材質(zhì)、形狀的壓頭以一定的負載和速度壓入待測物體,然后根據(jù)壓痕的面積、大小或者深度來計算。其中壓入硬度根據(jù)壓入速度不一樣分為靜載壓入硬度和動載壓入硬度(也叫回跳硬度)。
金屬硬度大多屬于靜載壓入硬度。
三、常見的壓入硬度(布氏、洛氏、維氏)
用一定直徑(D)的硬質(zhì)合金球體壓頭,以相應(yīng)的載荷F(kgf或N)壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間(T)后卸載。布氏硬度的定義即為試驗力F除以壓痕球形表面積(S)所得的商。 計算公式: 注: ①當壓頭為錒球時,以符號HBS表示;當壓頭為硬質(zhì)臺金球時.用符號HBW 表示。 ②布氏硬度適用于HBW450以內(nèi)的材料,更硬的不能表征。 ③適用于鑄鐵、非鐵合金,各種退火、調(diào)質(zhì)鋼材。 樣件特別硬時,布氏硬度無法提供準確試驗。洛氏硬度就登場了。 試驗的原理是在初始載荷和載荷先后作用下,將金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸載,用增加的壓痕深度來計算。 計算公式:HR=k—h/0.002。當壓頭為金剛石時,k=100;當壓頭為淬火鋼球時,k=130。 對于洛氏硬度,優(yōu)點是壓痕小不損壞工件,操作簡便適合批量檢測。缺點也在于壓痕小,試驗值較分散,易引起操作誤差。 注: ①HRA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料。例如:硬質(zhì)合金。 ②HRB 是采用100Kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度,用于硬度較低的材料。例如:軟鋼、有色金屬、退火鋼、 鑄鐵等。 ③HRC 是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度較高的材料。例如:淬火鋼等。 ④因為洛氏測量是壓痕深度,所以樣品的粗糙度Ra≦0.8um。 ⑤對試樣的最小厚度H要求不小于壓痕深度的h的10倍。 為了從軟到硬的各種金屬材料用一個壓頭來測得連續(xù)一致的硬度標度,就產(chǎn)生了維氏硬度測量法。 維氏硬度的試驗原理與布氏硬度相同,也是根據(jù)壓痕單應(yīng)面積所承受的試駐力來計算硬度值。維氏硬度用夾角136度的金剛石四棱錐體壓頭,使用很小試驗力F(0.5、1、2、5、10、20、50kg力)壓入試樣表面,測出壓痕對角線長度d,計算得到壓痕表面積,用F/S比值衡量硬度大小。 計算公式:HV=1.8544P/L2 注: ① 表示方法:在HV前面寫硬度值,HV后面按順序?qū)懺囼灹?用kgf表示)和試驗力保持時間(用s表示),一般保持時間為l0~15s的,可不注明時間。例如640HV30/20,表示用30kg持時間為20s條件下測得的硬度值為640。
四、硬度之間的關(guān)系
對于壓入硬度中的布氏、洛氏和維氏硬度來說,經(jīng)過長期的積累工程師們已經(jīng)把它和與靜強度指標(抗拉強度)建立了經(jīng)驗換算關(guān)系。因此只要通過硬度的測量便可間接推斷其抗拉強度的大小,反之亦然。
網(wǎng)上搜索"硬度換算"APP 就可以進行換算哦
例如:輸入最小抗拉強度320MPa,就可得到材料相應(yīng)的維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度值。反之,輸入相應(yīng)的硬度值也可以得到其他值的轉(zhuǎn)化。
? 請關(guān)注 微信公眾號: steeltuber. 轉(zhuǎn)載請保留鏈接: http://www.bviltd.cn/Steel-Knowledge/hardness.html
|