物质材料硬度

洛氏硬度是以顶角为120度的金刚石圆锥体或直径为mm的淬火钢球作压头，以规定的实验力使其压入试样表面。实验时，先加初实验力，然后加主实验力。压入试样表面以后卸除主实验力，在保留初实验力的情形下，依照试样表面压痕深度，确信被测金属材料的洛氏硬度值。洛氏硬度值由h的大小确信，压入深度h越大，硬度越低；反之，那么硬度越高。一样说来，依照人们适应上的概念，数值越大，硬度越高。因此采纳一个常数C减去h来表示硬度的高低。并用每mm的压痕深度为一个硬度单位。由此取得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号HR表示。由此取得的洛氏硬度值HR为一无名数，实验时一样由实验机指示器上直接读出。洛氏硬度的三种标尺中，以HRC应用最多，一样经淬火处置的钢或工具都采纳HRC测量。在中等硬度情形下，洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间关系约为1:10,如40HRC相当于400HBS。如50HRC，表示用HRC标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有效测量范围内（HRC为20-70）为有效。硬度与化学键类型有关:一样原子晶体（共价键）较硬，如钻石（金钢石），红宝石，蓝宝石，水晶，玻璃金属晶体（金属键）次之，如钢，铜，金然后是离子晶体（离子键），如氯化铜，硫酸铝最后是分子晶体（分子晶体是靠范得华力结合的），如冰，干冰硬度与化学键的强弱有关:排序中可看出，一样按元素周期表可推断出硬度还和物质的纯度，分散系有关，只是是次要的，如不纯的玻璃比纯的水晶硬度小；钢中混入可碳提高了硬度以下是我搜集到的资料，欢迎大伙儿补充..纯材料的硬度（莫式硬度,金刚石的硬度是10）：钠（纯）钾（纯）滑石 1石墨 1铅（纯）钙（纯）人类皮肤锡 ~TOC\o"1-5"\h\z石膏 2镁（纯） 2铝 2~象牙琥珀锌（纯）黄金~3银~4纯铁（无碳）方解石3珍珠3贝壳黄铜萤石4925银4铁4~5铂（纯）磷灰石5玻璃青铜（锡青铜）不锈钢（淬火）－正长石6长石6丹泉石6花岗岩7（广东、福建较软，硬度可差几倍，四川雅安出产的红色花岗岩就极硬）石英7紫水晶7电气石锆石绿宝石8尖晶石8黄晶 8黄玉 8金绿柱石金刚砂9红宝石9蓝宝石9刚玉9铬（纯）9金刚石10品名:莫氏硬度英文名称:Mohs'scaleofhardness说明:表示矿物硬度的一种标准。1824年由德国矿物学家莫斯(FrederichMohs)第一提出。应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕。用测得的划痕的深度来表示硬度：滑石(talc)1(硬度最小)，石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，萤石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正长石(feldspar;orthoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黄玉(topaz)8，刚玉(corundum)9，金刚石(diamond)10。莫氏硬度也用于表示其他固体物料的硬度。JCWS莫氏硬度表-MohsHardnessScale1812年德国矿物学家FrederichMohs,把矿物的硬度由1-10列为10品级，每一品级都有一个矿物做为标准矿物，以标准矿物与比较的矿物彼此磨擦，较软的矿物会显现刮痕，二者都有刮痕表示硬度相同，以此订出它在矿物表上的品级。以此评量方式的硬度表，称之为莫氏硬度表MohsHardnessScale，它是目前矿物学或宝石学上适应上采纳的硬度辨别标准。以下为莫氏硬度表，并加列部份非矿石的项目，提供参考比较以增加具体概念。第10级：Diamond钻石第9级：Corundum金刚砂(Ruby红宝石、Sapphire蓝宝石)第级：Chrysoberyl金绿柱石第8级：Beryl绿宝石、Spinel尖晶石、Topaz黄晶第级：Tourmaline电气石、Zircon锆石第7级：Quartz石英(Amethyst紫水晶)第6级：Feldspar长石、Tanzanite丹泉石（坦桑石）第级：WindowGlass玻璃第5级：Apatite磷灰石第4级：Fluorite萤石、SterlingSilver925银第级：Shell贝壳、CopperPenny铜板第3级：Calcite方解石、Pearl珍珠第级：Amber琥珀、Ivory象牙、FineGold黄金第2级：Gypsum石膏第级：HumanSkin人类皮肤第1级：Graphite石墨、Taic滑石注一：人造钻石的硬度约在第7~级注二：玻璃、银、黄金、皮肤为非矿石类，为提供参考比较故列入表内点击此处下载（原文件名:黑色金属硬度与强度新老对照钢的知识没有淬火以前，一样硬度在20-28左右，淬火后可达到55-62之间合金结构钢20-50Mn二、15-40Cr、12-42CrMo、12Cr1MoV、38CrMoAl等弹簧钢65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn(A)、30W4Cr2VA等

冷镦钢ML08-4五、ML40Cr、ML35CrMo等工具钢碳素工具钢T7、T八、T九、T10、T1—、T1二、T13、T8Mn等合金工具钢9SiCr、8MnSi、Cr12MoV、CrWMn、5CrMnMo、3Cr2W8V等高速工具钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等轴承钢高碳铬轴承钢 GCr六、GCr九、GCr9SiMn、GCr1五、GCr15SiMn等高碳铬不锈轴承钢9Cr1八、9Cr18Mo等渗透轴承钢G20CrMo、G20CrNiMo、G10CrNi3Mo等特殊钢不锈钢0(1)Cr18Ni九、00Cr18Ni10、0⑴18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni10Ti、00Cr17Ni14Mo2等耐热钢0Cr25Ni20、5Cr21Mn9Ni4N、1Cr25Ni20Si二、1Cr17、1(2)Cr13、4Cr10Si2Mo高温合金钢GH203六、GH4033、Incoloy800、Inconel600等专业用钢气轮机叶片用钢1Cr1二、1Cr13、ICrIIMoV、0Cr17Ni14Cu4Nb等内燃机汽阀钢5Cr21Mn9Ni4N、4Cr14NiW2Mo、4Cr9Si二、8Cr20Si2Ni等高温螺栓钢20Cr1Mo1VnbTiB等模具钢Cr1二、Cr12MoV—、Cr12MoV、4Cr5MoSiV1等铁的知识铁是咱们日常生活、工农业和国防等各方面都离不开的材料，自从人类进入铁器时期，铁就成为划时期的代表了。纯铁是很软的金属，既不能制刀枪，也不能铸铁锅、犁锄。但当纯铁中含有必然量的碳后，就变成咱们在各方面利用的钢铁了。纯铁中含碳在%以上就变成硬变较低的能拔铁丝、轧制薄白铁板等用的低碳钢。铁中含碳量%至%的范围内的钢叫中碳钢，其硬度中等，可轧成建筑钢材，钢板、铁钉等制品。铁中含碳量%至%时就成为硬度很高的、可制刀枪、模是等的高碳钢了。低、中、高碳钢合在一路就叫“碳素钢”。若是铁中碳含量超过%就变成又硬又脆的可铸铁锅、暖气片、犁等的生铁了。一样生铁含碳量为%—%。因此纯铁、钢和生铁的区别要紧就在于铁中的含碳量的不同。在铁与钢生产中，第一是把铁矿石在炼铁高炉顶用碳还原成铁的同时铁中也吸收了%—%的碳，然后再把生铁装入炼钢炉中把碳和其他杂质用氧气氧化去除降低到所需要的含量，即炼成各类含碳量的碳素钢。据《世界金属导报》报告的“国际钢协”统计2002年上半年（1至6月）累计我国钢产量为8480万吨，居世界首位；同期世界的十大产钢国排列顺序为：第2名日本5230万吨，第3美国4440万吨，第4俄罗斯2840万吨（独联体为4840万吨），第5德国2240万吨（欧盟15国共计8040万吨），第6韩国2230万吨，第7乌克兰1650万吨，第8巴西1410万吨，第9印度1400万吨，第10意大利1340万吨；英国607万吨，居第17位。随着科学技术的进展，只靠碳素钢其在强度、硬度、韧性、弹性、抗侵蚀性等各方面都不能知足现代化工农业和国防上的需要了。冶金工作者们研究发此刻钢中加入一些其他元素可改善碳素钢的性能，使碳钢取得更优良的和特殊的性能，扩充其用途和利用范围，从而研制出各类合金钢。在一般碳素钢的基础上，只要加入小于5%的总含量的硅、锰、铁、钛、铌、硼、稀土等合金元素就可炼出强度高于一样含碳量的一般碳素钢30—40%的低合金高强度钢，一吨钢可顶—%吨钢用。假设在含碳1%的碳素钢中加入6—15%铬，能炼出各类高级滚珠钢和转动轴承钢。钢中加入13—19%铬就成为有磁性不锈钢，如在这种钢中再加入9%镍就变成无磁性不锈钢了；因此不能用有无磁来辨别是不是是不锈钢，因生活上用的大部份不锈钢是有磁的，可被磁铁吸起来。含碳低于%的钢中加入8—27%铬和—%铝的钢称为电热合金，拔成丝缠成电炉，最高的可加热到120o°c。中碳钢中加1%锰炼成的钢制弹簧，弹性专门好。高碳钢中加2%锰和少量钼可炼成硬度专门高可做刀枪、模具和破碎机颚板寿命专门长。钢中加9—18%钨和少量钒就成为高速钢。低碳钢中加少量钼和铬成为高温下耐热并非起皮的钢。低碳钢中加—4%的硅可炼成导磁性能超级好，可轧制制造电机，变压器的硅钢片。而低碳钢中加12%铝和25%镍炼出的确实是永磁合金，可制永久性强磁铁。在高碳钢中加入适量硅可生产出石墨钢，既耐磨又有润滑作用，可制造在利用进程中不宜利用润滑油，而又需要耐磨的机械零件和轴承等部件。钢中加入稀土金属能提高钢的韧性；而生铁中加入稀土金属和镁那么可变成和钢一样强度高，又有韧性的球墨铸铁。硼那么是非晶合金和高科技钕铁硼合金中不可缺少的非金属元素。铁和钢中加入各类金属和非金属元素后可使其性能变幻无穷，用途多样。在钢铁中加入各类金属和非金属元素，能制造出多种多样的高科技新金属材料供工农业、国防、科学技术、生活上等各个领域中应用，制造更灿烂的新时期。有机玻璃的知识有机玻璃，成份是有机高分子会被脱水一般玻璃成份是二氧化硅有机玻璃破裂后成粉碎状,一般玻璃破裂后成自然破裂状.（1）有机玻璃的特性高度透明性。有机玻璃是目前最优良的高分子透明材料，透光率达到92%，比玻璃的透光度高。称为人造小太阳的太阳灯的灯管是石英做的，这是因为石英能完全透过紫外线。一般玻璃只能透过％的紫外线，但有机玻璃却能透过73%。机械强度高。有机玻璃的相对分子质量大约为200万，是长链的高分子化合物，而且形成份子的链很柔软，因此，有机玻璃的强度比较高，抗拉伸和抗冲击的能力比一般玻璃高7~18倍。有一种通过加热和拉伸处置过的有机玻璃，其中的分子链段排列得超级有顺序，使材料的韧性有显著提高。用钉子钉进这种有机玻璃，即便钉子穿透了，有机玻璃上也不产生裂纹。这种有机玻璃被子弹击穿后一样可不能破成碎片。因此，拉伸处置的有机玻璃可用作防弹玻璃，也用作军用飞机上的座舱盖。重量轻。有机玻璃的密度为dm3，一样大小的材料，其重量只有一般玻璃的一半，金属铝（属于轻金属）的43％。易于加工。有机玻璃不但能用车床进行切削，钻床进行钻孔，而且能用丙酮、氯仿等粘结成各类形状的器具，也能用吹塑、注射、挤出等塑料成型的方式加工成大到飞机座舱盖，小到假牙和牙托等形形色色的制品。（2）有机玻璃的用途有机玻璃具有以上优良性能，使它的用途极为普遍。除在飞机上用作座舱盖、风挡和_弦窗外，也用作吉普车的风挡和车窗、大型建筑的天窗（能够防破碎）、电视和雷达的屏幕、仪器和设备的防护罩、电讯仪表的外壳、望远镜和照相机上的光学镜片。用有机玻璃制造的日用品琳琅满目，如用珠光有机玻璃制成的钮扣，各类玩具、灯具也都因为有了彩色有机玻璃的装饰作用，而显得额外的美观。有机玻璃在医学上还有一个绝妙的用途，那确实是制造人工角膜。若是人眼的透明角膜长满了不透明的物质，光线就不能进入眼内。这确实是全角膜白斑病引发的失明，而且这种病无法用药物医治。于是，医学家假想用人工角膜代替长满白斑的角膜。所谓人工角膜，确实是用一种透明的物质做成一个直径只有几毫米的镜柱，然后在人眼的角膜上钻一个小孔，把镜柱固定在角膜上，光线通过镜柱进入眼内，人眼就能够重见光明。早在1771年，就有眼科医生用光学玻璃做成镜柱，植入角膜，但并未取得成功。后来，用水晶代替光学玻璃，也只用了半年就失效了。在第二次世界大战中，有些飞机出事时，飞机上用有机玻璃做的座舱盖被炸，飞行员的眼睛里嵌入了有机玻璃碎片。通过了许连年以后，尽管这些碎片并未被掏出，但也未进一步引发人眼发生炎症或其他不良反映。这件偶然发生的事说明有机玻璃和人体组织有良好的相容性。同时也启发了眼科医生，能够用有机玻璃制造人工角膜，它的透光性好，化学性质稳固，对人体无毒，容易加工成所需形状，能与人眼长期相容。此刻，用有机玻璃做的人工角膜已经普遍用于临床。有机玻璃学名聚甲基丙稀酸甲酯（PMMA），有部份人称为压克力。有极好的透光性能，可透过92%以上的太阳光，紫外线达%；机械强度较高，有必然的耐热耐寒性，耐侵蚀，绝缘性能良好，尺寸稳固，易于成型，质地较脆，易溶于有机溶剂，表面硬度不够，容易擦毛，可作要求有必然强度的透明结构件，如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片，装饰礼物等等。在里面加入一些添加剂能够对其性能有所提高，如耐热、耐摩擦等。目前该材料普遍的应用于广告灯箱，铭牌等方面的制作。铜的知识以铜为基加入必然量的其他元素组成的合金。铜合金是历史上应用最先和最要紧的合金之一。传统上铜合金分为紫铜、黄铜、白铜、青铜四大类。按成型方式又可分为变形铜合金和铸造铜合金。四种要紧铜合金系的相图、成份和力学性能（退火态）的关系见图1。紫铜因呈紫红色而得名。它不必然是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成份可分为：一般紫铜（T一、T二T3、T4）、无氧铜（TU—、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（砷铜、碲铜、银铜）四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银，普遍用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各类半成品和成品。20世纪70年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严峻阻碍。杂质元素对电导率的阻碍见图2。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等那么阻碍很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性阻碍不大，但能降低加工塑性。一般紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时，氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜（Cu2O）作用，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，可使铜破裂。这种现象常称为铜的“氢病”。氧对铜的焊接性有害。铋或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状散布在晶界时，又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为22-25千克力/毫米2,伸长率为45~50%,布氏硬度（HB）为35~45。黄铜以锌为要紧合金元素的铜基合金，因常呈黄色而得名。黄铜色泽美观,有良好的工艺和力学性能,导电性和导热性较高,在大气、淡水和海水中耐侵蚀,易切削和抛光，焊接性好且价钱廉价。经常使用于制作导电、导热元件，耐蚀结构件，弹性元件，日用五金及装饰材料等，用途普遍。典型白铜的成份和性能见表1。简单黄铜二元铜锌合金称为简单黄铜。随着含锌量的增加，其色泽由金红向黄、金黄、白色慢慢转变。锌和铜能形成a、B、Y、&£、n等六个相。工业上经常使用的有a黄铜、（a+B）黄铜和B黄铜三类，含锌量一样不超过50%。其中H6二、H68黄铜具有高的塑性和强度，成型性好，应用普遍，可制作各类复杂的冷冲件和深冲件，波导管和冷凝器用管件,机械和电器用零件。H70黄铜也称"炮铜"，要紧用于制作弹壳及管材。有残余内应力的黄铜制品,长期寄存于含氨气或二氧化硫等介质中,会产生沿晶或穿晶破裂。此现象称为应力侵蚀破裂或季节裂纹（季裂），可用低温退火排除。含锌量高于20%的高锌黄铜，易发生脱锌侵蚀，可加入适量的砷、硅、磷、锑等加以抑制。复杂黄铜为改善简单黄铜的性能而加入1~5%的锡、铅、铝、硅、铁、锰、镍等元素的合金称为"复杂黄铜”，并在黄铜的名称上冠以所加元素，称为锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜、锰黄铜、铝锰黄铜等。锡能抑制脱锌侵蚀，提高黄铜的耐蚀性。锡黄铜在海水和淡水中均耐蚀，故有“海军黄铜”之称。铅在黄铜中的固溶度极小，呈游离质点散布于基体,能使切屑碎裂并起润滑作用,从而改善材料的可切削性和耐磨性。铝起固溶强化作用，使表面形成有爱惜作用的氧化铝膜。某些铝黄铜经适当处置后，还可具有形状经历效应及消震能力。硅黄铜有较高的耐蚀性、力学和铸造性能，抗应力侵蚀能力强。镍黄铜具有较高的强度、韧性、耐蚀性，能经受冷、热塑性加工。白铜以镍为要紧合金元素的铜基合金，因多数呈银白色而得名。铜和镍能无穷互溶形成持续固溶体。铜中加镍能显著提高耐蚀性、强度、硬度、电阻、热电势，并降低电阻率温度系数。在铜合金中，白铜因耐蚀性优良,且易于塑性加工和焊接,普遍用于造船、石油、化工、电力、周密仪表、医疗器械等部门作耐蚀结构件。某些白铜还有特殊的电学性能，可制作电阻元件、热电偶材料和补偿导线。白铜可分为简单白铜和复杂白铜两类。按用途又可分为结构白铜和周密电阻合金用白铜。在结构白铜中，最经常使用的是B30、B10和锌白铜，另外，还有铝白铜、铁白铜和铌白铜等。典型白铜的成份和性能见表2。B30在白铜中耐蚀性最强，但价钱较贵。铝白铜