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鋼鐵百科

金屬的硬度值

2024-05-02 00:12:17 閱讀次數(shù):470百科來源:本站 字號: 默認 超大

什么是金屬硬度?

金屬硬度是指金屬材料抵抗劃傷、穿刺、壓痕等形變的能力。硬度越大,金屬材料抵抗形變的能力就越強。材料的硬度測試一般使用硬度計進行,其測試方法包括靜壓法:布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、維氏硬度(HV);回跳法:肖氏硬度(HS);劃痕法:莫氏硬度(Mohs Hardness)等,不同測試方法的結果存在一定差異。


硬度測試最常用的三種方法

布氏硬度(HB)

布氏硬度測試采用直徑為10毫米的鋼球或碳化鎢球作為壓頭,通過施加固定載荷使壓頭壓入材料表面,測量形成的壓痕直徑來計算硬度值。其特點是測試結果受材料均勻性影響較小,適用于較軟的金屬材料,如鑄鐵、非合金鋼以及有色金屬(鋁、銅等)。但該方法壓痕較大,可能對薄壁或小尺寸工件造成損傷。

洛氏硬度(HR)

洛氏硬度測試通過不同壓頭(金剛石圓錐或鋼球)與試驗力的組合形成多種標尺(如HRA、HRB、HRC),以壓頭兩次加載后的深度差計算硬度值。其優(yōu)勢在于操作簡便、測試速度快,且覆蓋從軟質(zhì)材料(如塑料)到極硬材料(如淬火鋼)的廣泛范圍。例如,HRC標尺常用于熱處理后的鋼材硬度檢測,而HRB適用于退火狀態(tài)的銅合金或鋁合金。

維氏硬度(HV)

維氏硬度使用正四棱錐金剛石壓頭,在顯微鏡下測量壓痕對角線長度并計算硬度值。該方法因壓痕小、精度高,特別適合薄板材料、微小零件(如電子元件)以及硬質(zhì)涂層、滲氮層等表面處理層的檢測。此外,維氏硬度的載荷范圍可調(diào)(從幾克到數(shù)百千克),可實現(xiàn)宏觀到微觀硬度的連續(xù)測試,但操作相對復雜,需專業(yè)設備支持。


金屬硬度范圍
1. 鐵系金屬:鐵系合金材料的硬度范圍較廣,從純鐵的Vickers硬度約為20,到高強度鋼的硬度可達1200以上,但不同牌號的鋼鐵硬度也會有所不同。常見的中碳鋼、低碳鋼、鑄鋼等硬度范圍為120~300;
2. 鋁合金:鋁合金的硬度范圍不如鐵系金屬廣,一般為40~150左右。與鋼鐵相比較,鋁合金的硬度較小,但具有良好的韌性和耐蝕性,被廣泛應用于航空、汽車等領域;
3. 銅合金:黃銅、銅鎳合金等銅系合金材料硬度范圍較窄,一般為60~140左右,但韌性較好,易于加工和成形;
4. 不銹鋼:不銹鋼在防腐性和美觀性方面表現(xiàn)出色,但硬度范圍較小,一般為150~400左右;

5. 鈦合金:鈦合金硬度范圍為250~400左右。雖然硬度不如高強度鋼鐵,但優(yōu)異的抗腐蝕性、高溫強度和低密度使得鈦合金在航空、航天等領域有廣泛應用。


金屬硬度的影響因素

除了材料本身的因素外,還有一些外部因素也影響金屬硬度,例如金屬材料的熱處理、冷加工、化學成分等。在材料選擇和工藝設計時,必須考慮到這些因素對材料性能的影響。


總結

金屬硬度是描述金屬抗形變能力的重要指標,硬度范圍因金屬材料本身不同而存在差異,了解金屬硬度范圍對于材料選型和工藝設計起到至關重要的作用。

免費下載地址:金屬硬度對照表(全面版).pdf



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