3硬度和冲击韧度.ppt

硬度和冲击 ? 硬度 - 概述 - 硬度试验原理 - 硬度与其它力学性能的关系 ? 冲击 - 一次冲击 - 多次冲击 1 硬度 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，一般指 材料表面上不大 体积内抵抗变形或破裂的能力。 硬度试验特点 ： ? 试验设备简单，操作方便、快捷； ? 故可对大多数机件成品直接进行 无损检测 ； ? 硬度与其它力学性能特别是抗拉强度等有一定关系。 1.1 概述 硬度试验目的 ： ? 材料成分判定（非金属材料、有色金属）； ? 材料耐磨性能判定（金属材料）； ? 产品质量检验（金属材料） ? 材料强度推测（金属材料） 硬度试验方法分类 工程常见硬度检测实务 ? 钢铁零件表面化学热处理、表面淬火、感应热处理等后硬度检测； ? 轧辊和钢球的硬度检测； ? 滚动轴承和滑动轴承零件硬度检测； ? 钢的淬透性硬度检测； ? 铸铁的硬度及灰铸铁的相对硬度检测； ? 齿轮、弹簧、活塞及焊接接头的硬度检测； ? 金属覆盖层和热涂层硬度检测； ? 硬质合金和粉末冶金制品的硬度检测； ? 铝合金板材的硬度检测； ? 铍青铜材硬度检测；等等。 1.2 常用压入法硬度试验原理 ? ? 2 2 2 d D D D P Dh P S P HB ? ? ? ? ? ? ? 002 . 0 h k HR ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 2 1891 . 0 8544 . 1 mm N d F mm kg d F HV 2 45 . 1 l F HK ? Brinell Vicker Knoop Rockwell 常用工程材料的硬度 压头直径（ D ）及载荷（ P ）的选择 硬 材 料 软 材 料 d d P 1 P 1 D 1 D 1 P 1 P 1 D 1 D 1 P 2 D 2 P 3 D 3 几何相似原理 采用不同的载荷（ P ）或钢球直径（ D ），但 必须保证 压痕几何相似 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 sin 1 1 2 2 sin 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 ? ? ? ? D P D P HB 要求： 常数 ? 2 D P D d D 6 . 0 24 . 0 ? ? （ 3 ）肖氏硬度 ( Shore Hardness ) 原理 ：属动态试验法，即将具有一定质量的带有金 刚石或合金钢球的重锤从一定高度落向试样表 面，根据重锤回跳的高度来表征材料硬度大小。 回跳越高，材料越硬。 1 2 h h K HS ? 特点 ：肖氏硬度计一般为手提式，便于携带，使用 方便，可测现场大型工件的硬度。 缺点 ：准确性受人为因素影响较大，测量精度低， 只适于材料弹性模量相同时比较。 公式 : h 1 - 冲头下落高度 ; h 2 - 冲头反弹高度 ; K - 系数，对 C 形： K =153 ；对 D 形： K =140 （ 4 ）莫氏硬度 ( Mohs Hardness ) 旧标准 新标准 顺序 材料 顺序 材料 1 滑石 1 滑石 2 石膏 2 石膏 3 方解石 3 方解石 4 萤石 4 萤石 5 磷灰石 5 磷灰石 6 正长石 6 正长石 7 石英 7 SiO 2 玻璃 8 黄玉 8 石英 9 刚玉 9 黄玉 10 金刚石 10 石榴石 11 熔融氧化锆 12 刚玉 13 碳化硅 14 碳化硼 15 金刚石 陶 瓷 及 矿 物 材 料 常 用 的 刻 划 硬 度 ， 它 只 表 示 硬 度 从 小 到 大 的 顺 序 ， 不 表 示 具 体 软 硬 程 度 。 旧 标 准 划 分 为 10 级 ； 新 标 准 有 15 级 。 序 号 越 大 ， 莫 氏 硬 度 就 越 高 。 1.2.5 纳米硬度 ( Nanohardness ) 试验原理 ：属压痕法一种 试验设备 ：纳米力学探针 原子力显微镜 特点 ：载荷极小（可达 μN 级），压痕深度极小 （ nm 级），故适用于微 区力学性能测定。 测试基本原理 测定内容 ： P － h 曲线 1