金属材料的硬度课件讲解

金属材料的硬度机电工程学院机械教研室2020/2/3硬度概念欢迎亲爱的同学们进入知识点的学习你们学过成语以卵击石吗？鸡蛋碰石头为什么是鸡蛋碎呢？这里面包含怎样的原理呢？硬度三种指标硬度概念区别和联系小结01020304导学硬度概念01导学什么是硬度？定义：硬度是衡量材料软硬程度的指标，表征材料抵抗比它更硬的物体压入或刻划的能力。

表示材料抵抗表面局部塑性变形的能力。

硬度指标：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏（显微硬度）硬度测试方法：以压入法最为普遍。金属材料的硬度可用专门仪器来测试，常用的有布氏硬度机、洛氏硬度机等。

硬度三种指标02导学硬度的三种指标硬度010203布氏硬度：由瑞典人布纳瑞（J.A.Brinell）首先提出，故称布氏硬度

。用一定大小的载荷P把直径为D的淬火钢球压入被测金属材料表面，保持一段时间后卸除载荷。载荷P与压痕表面积F的比值即为布氏硬度值，记作HB。洛氏硬度：洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值的指标，以0.002毫米作为一个硬度单位。维氏硬度：是指用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定载荷F作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量压痕布氏硬度

布氏硬度测试原理图（１）布氏硬度HB

用一定的载荷F，将直径为D的淬火钢球或硬质合金球压入被测材料的表面，保持一定时间后卸除载荷，载荷与压痕表面积S的比值，作为布氏硬度值，用HB表示，单位为N/mm2，即布氏硬度

1）布氏硬度的特点：（HBSHBW）

优点：压痕面积大，不受微小不均匀硬度的影响，试验数据稳定，重复性好。

缺点：1.不适用于成品零件和额薄壁件的硬度检验;2.不能试验太硬的材料，一般在HB450以上的就不能使用;3.由于压痕较大，成品检验也有困难。2）适用范围：

布氏硬度一般适用于硬度较低的材料。如：退火、正火、调质钢,铸铁、有色金属、低合金结构钢等材料。

测量压头为淬火钢球(布氏硬度值在450以下的材料)测量压头为硬质合金球(布氏硬度在650以下的材料)硬度的三种指标洛氏硬度

（2）洛氏硬度HR

原理：在先后两次施加载荷(初载荷及总载荷F)的条件下，将标准压头(顶角为120°的金刚石圆锥或直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球)压入试样表面，然后根据压痕的深度来确定试样的硬度。洛氏硬度

洛氏硬度的特点：（HRCHRBHRA）

洛氏硬度HR可以用于硬度很高的材料，而且压痕很小，几乎不损伤工件表面，故在钢件热处理质量检查中应用最多。

标尺压头总载荷/N可测试材料有效值HRA金刚石（圆锥体）600硬质合金、表面淬火钢70～85HRB淬火钢球(Φ1.588mm)1000退火钢、非铁合金25～100HRC

金刚石（圆锥体）1500一般淬火钢20～67动画洛氏硬度测量24动画布氏硬度测量

两种硬度的对比维氏硬度

(3)维氏硬度

原理：将方锥形金刚石压入材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。

维氏硬度的压力一般可选5，10，20，30，50，100，120kg等，小于10kg的压力可以测定显微组织硬度。维氏硬度：施加载荷与压痕表面积的比值。适用范围：维氏硬度它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定维氏硬度

维氏硬度用符号HV表示，符号前的数字为硬度值，后面的数字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间。显微维氏硬度计维氏硬度可以测量很软到很硬的材料的硬度，但测量麻烦。

维氏硬度表示方法示例：

600HV30/20：（数值+HV+载荷值+保压时间）动画维氏硬度测定区别与联系03导学三种指标的区别和联系三种硬度指标不同指标之间不能直接