材料的力學(xué)性能(2)(參考版)
2025-05-04 01:12本頁面
【正文】 而里氏硬度儀無需工作臺，其硬度傳感器小如一只筆，可用手直接操作，無論是大、重型工件還是幾何尺寸復(fù)雜的工件都能容易地檢測。 通常使用的布氏、洛氏和維氏硬度計(jì)體積龐大，不便于在現(xiàn)場使用，特別是需測試大、重型工件時(shí)。 從微觀形變上看，布氏、洛氏和維氏硬度考察的是材料的塑性形變，表現(xiàn)為壓痕的大小或深度；里、肖氏硬度考察的是材料的彈性形變，表現(xiàn)為反彈速度的大小或高度。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 里氏硬度 由瑞士 Leeb博士出，它是一種動態(tài)硬度試驗(yàn)法。 肖氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是： 它是一種輕便的手提式硬度計(jì)，使用方便，可以在現(xiàn)場測量大型試件的硬度。試件的彈性極限越高，塑性變形越小，儲存的能量越多，鋼球回跳高度就越高，表明金屬試樣越硬。 鋼球從一定高度落于試件表面，即鋼球以一定的能量沖擊試樣表面，產(chǎn)生彈性變形和塑性變形。其基本原理是用一定重量的帶有金剛石圓頭或鋼球的重錘，使之從一定高度落向試件表面，根據(jù)鋼球回跳的高度來衡量試件硬度值大小，因此也稱回跳硬度。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 肖氏硬度 肖氏硬度也稱回跳硬度，肖氏硬度試驗(yàn)是一種動載荷試驗(yàn)法。 ，壓痕形狀是菱形，其中長對角線的長度是短對角線的 。它采用金剛石 四角棱錐壓頭，兩長棱夾角為 176。但由于測試載荷小，載荷與壓痕之間 的關(guān)系就不一定像維氏硬度試驗(yàn)?zāi)菢樱蠋缀蜗嗨圃?，因此測試結(jié)果必須注明載荷大小，以便能進(jìn)行有效的比較。常用的有維氏顯微硬度和努氏硬度兩種。 顯微硬度試驗(yàn)可解決上述問題。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 顯微硬度 布氏、洛氏和維氏三種硬度試驗(yàn)法測定載荷較大，只能測得材料組織的平均硬度值。 維氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)： 效率較洛氏硬度法低。 ② 由于維氏硬度的壓痕為一輪廓清晰的正方形，其對角線長度易于精確測量，所以精度較布氏硬度法高。因此載荷大小可以任意選擇，所得硬度值都相同，不受布氏硬度測試方法加載荷和壓頭規(guī)定條件的約束。當(dāng)待測試層厚度較大時(shí)，應(yīng)盡量選用較大的載荷，以減小對角線測量的相對誤差和試件表面層的影響，提高維氏硬度測定的精度。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 維氏硬度特別適用于表面硬化層和薄片材料的硬度測定： 選擇載荷時(shí)，應(yīng)使硬化層或試件的厚度大于 。 ?試驗(yàn)時(shí)，只要測量壓痕兩對角線長度的平均值，即可查表求得維氏硬度。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 維氏硬度 載荷為 P，測得壓痕兩對角線長度后，取平均值 d，代入下式，求得維氏硬度，單位為 10Pa，但一般不標(biāo)注單位。但維氏硬度測定所用的壓頭為金剛石制成的四方角錐體，兩相對面間夾角為 136176。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 維氏硬度 維氏硬度 1925年由斯密思 (Smith)和桑蘭德 (Sandland)提出，在維克爾斯(Vickers)廠最早制造而得名。 ③ 因有預(yù)加載荷，可以消除表面輕微的不平度對試驗(yàn)結(jié)果的影響。洛氏硬度值可以直接從硬度機(jī)表盤上讀取。為了解決表面硬度測量問題，與洛氏硬度的原理一樣，有一種表面洛氏硬度計(jì)，它與普通洛氏硬度不同之處在于： ① 預(yù)載荷為 30N，總載荷比較?。? ② 取常數(shù) K為 ，以 。 0 .0 0 2KhHR ?? 金剛石壓頭 。硬質(zhì)的由頂角為 120176。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 洛氏硬度 鑒于布氏硬度存在以上缺點(diǎn)， 1919年，洛克威爾 (Rockwell)提出了直 接用壓痕深度來衡量硬度值的洛氏硬度試驗(yàn)。 常用的比值為 30, 10, 1222 c o n s tp PDD ? ? ?1 2 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)： 1）壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)材料各組成相綜合影響的平均性能，而不受個(gè)別組成相以及微小不均勻度的影響，特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料； 2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)； 3）布氏硬度值和抗力強(qiáng)度間存在一定換算關(guān)系。只要保證壓痕幾何形狀相似，即可建立 P和 D的某種選配關(guān)系。 PPHBA D h???其測定原理是用一定大小的載荷 P，把直徑為 D(mm) 的淬火鋼球壓入被測材料表面，保持一定時(shí)間后，卸除載荷，載荷除以材料表面壓痕的凹陷面積 F 所得的商即為布氏硬度值，用符號 HB表示。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 布氏硬度 布氏硬度試驗(yàn)是應(yīng)用得最久，也最為廣泛的壓入法硬度試驗(yàn)之一。例如，壓入法的硬度值是材料表面抵抗另一物理壓入時(shí)所引起的塑性變形抗力；刻劃法硬度值表示材料抵抗表面局部斷裂的能力；而回跳法硬度值代表材料彈性變形功的大小。在靜載壓入法中，根據(jù)載荷、壓頭和表示方法不同，又分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等多種。 試驗(yàn)方法：基本可分為壓入法和刻劃法兩大類。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 硬度 硬度是衡量材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)。壓縮可以看作是反方向的拉伸，但兩者間有差別，壓縮試驗(yàn)時(shí)，試樣不是伸長，而是壓縮；橫截面不是縮小，而是脹大。 的方向產(chǎn)生切斷。單向壓縮時(shí)，試樣所承受的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)比較大(α=2) ，因此，在拉伸載荷下，呈脆性斷裂的材
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