最全硬度大全

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发表时间:2018-08-15 11:40

生活中,大家经常接触到2B铅笔,时而互相调侃。铅笔其实除了2B,还有HB等等。学工科以后就会去猜想:这个2B到底是什么意思?

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作为一个理论力学刚好及格出头的小编,直观的思维就是:硬度。想当年物理老师还告诉我们,最软的是滑石、石墨,比较硬的有铂金啊,钢铁,最硬的那些就是很贵很贵各种高大上的宝石,水晶、刚玉、钻石。其实这个就是“莫氏硬度”。


  莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准,分成十个等级。

矿物质大全

说回到铅笔,铅笔中:B=BLACK(黑度),H=HARD(硬度),B数越多铅笔就越黑越软,H数越多就越硬颜色越浅。铅笔硬度等级排序:10B、9B、8B、7B、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H。10B最软墨最深,10H最硬墨最浅。所以它不是莫氏硬度。


  (扯了这么多,其实就想引出今天的话题:硬度。凹死小编了,看在这么辛苦的份上怎么也在文章末尾点一下大拇指吧!)


  一、什么是硬度


  金属重要的性质之一是硬度。铁钉子可以钉入木头是因为铁比木头硬。将另一物体向某一物体表面压入时,该物体的抵抗能力就是硬度。归结到定义就是材料通过永久塑性变形抵抗外加载荷的强度性能

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二、常见的硬度


  在硬度检测中,我们经常会看到布氏、洛氏、维氏这些词语。它们是什么意思呢?小编现在慢慢向您说来......


  我们知道硬度是当一个物体向某一物体压入时,该物体的抵抗能力。那么科学家们就根据这个原理将测试分为两大类:划痕硬度压入硬度


  所谓的划痕硬度,简单来说是用不同硬度的铅笔划待测物体表面

铅笔硬度计

压入硬度是将某种材质、形状的压头以一定的负载和速度压入待测物体,然后根据压痕的面积、大小或者深度来计算。其中压入硬度根据压入速度不一样分为静载压入硬度动载压入硬度(也叫回跳硬度)。

  金属硬度大多属于静载压入硬度。

   

       三、常见的压入硬度(布氏、洛氏、维氏)

布氏硬度计介绍


洛式硬度计介绍


维氏硬度计介绍

四、硬度之间的关系


  对于压入硬度中的布氏、洛氏和维氏硬度来说,经过长期的积累工程师们已经把它和与静强度指标(抗拉强度)建立了经验换算关系。


  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σHK=σHV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

努氏硬度与维氏硬度的换算公式



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

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:

洛氏硬度与维氏硬度的换算公式


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σHRCHV,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

洛氏硬度与维氏硬度压痕深度关系

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:

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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σHRCHB得出换算公式

洛氏硬度与布氏硬度的换算

 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

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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σHBHV得出公式


布氏硬度与维氏硬度的换算

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


努氏硬度与洛氏硬度的换算





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