洛氏硬度与抗拉强度勃氏硬度之关系.docx
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洛氏硬度与抗拉强度勃氏硬度之关系
CH3-硬度試驗
硬度hardness
–冶金方面:
抵抗壓痕的能力
磨擦滑潤:
抵抗磨損的能力
設計者:
塑性流動應力之測量,或表現材料強度之能力
機械加工:
切削性的表現
硬度試驗分三類:
1.靜態壓入測試:
洛氏(Rockwell)、勃氏(Brinell)、維克氏(Vicker)...等
2.動態硬度測試:
蕭氏、橡膠硬度測試法–量測壓痕器之反跳高度
3.刮痕硬度:
莫氏(Mohs)硬度(10(鑽石)~1(滑石))
3-1勃氏(Brinell)硬度試驗
3-1-3設備
一.勃氏硬度試驗機(圖3-1(A)、(B))
二.壓痕器
(1)硬鋼球:
用於硬度值450以下
(2)合金鋼球:
用於硬度值650以下
三.標準硬度塊
以HB450、400、350、300、250、229、220、180、150、125、100為一組
四.計測顯微鏡(圖3-2)
3-1-4實驗原理
1900J.A.Brinell(瑞典人)所發表
在硬材料為30sec–荷重作用時間
在軟材料為60sec–荷重作用時間
勃氏硬度
(其中A為壓痕之球面表面積)
.
1.直徑5mm鋼球荷重750kgf,得硬度值285
→HBS(5/750)285
2.直徑10mm超硬合金3000kg-f,得硬度值745
→HBW745
3.直徑5mm鋼球750kgf,得硬度值302
→HB(5/750)302
4.直徑10mm超硬合金3000kg-f,得硬度值311
→HB311
註:
值小於320,則僅用HB表示即可
經驗公式︰
(1)鋼:
1.TS(tensilestrength)抗拉強度(kgf/mm2)=*HB(asHB<175)
2.TS(kgf/mm2)=*HB(asHB>=175)
(2)鑄鐵:
TS(kg-f/mm2)=
(3)C%=
3-2洛氏硬度試驗(RockwellS.P.美國,1919發表)
3-2-3設備
一﹒洛氏硬度試驗機,圖3-8
二﹒壓痕器
(1)鑽石圓錐壓痕器,頂角120度,圖3-9
(2)鋼珠球壓痕器,直徑1/16〞,(1.5875mm),之鋼球
三﹒標準硬度塊,圖3-10
四﹒各式砧座及夾具圖3-11圖3-12
3-2-4實驗原理
由圖所發表
2.HRC:
洛氏C硬度,壓痕器為讚石圓錐,荷重150kgf–對淬火鋼等硬質材料
HRB:
洛氏B硬度,壓痕器為小硬鋼球,荷重100kgf
3.▲HRC=
(其中為刻度盤之1刻度,h:
除去大荷重只留下小荷重時之壓痕深度)
▲HRB=
4.硬度表示法如表3-8所示。
假如無特別指定,硬度直以整數表示(小數以下四捨五入)。
但A、C、N尺度時,硬度50以上者,把小數第一位予以2捨3入後,用為單位表示他。
13.
為考慮試驗面硬度之不均勻,將其分為等面積之3環9格,如圖3-15所示,硬度測試時,選取9格中相離之3格,每格內各測定1點1循環,第2循環則另選第1循環以外之3格,以此類推,餘下之3格為第3循環。
圖內之編號1、2、3分別為第1循環,第2循環及第3循環,逐序測定之,原則上作3點1循環之測定。
補充資料
洛氏硬度與抗拉強度勃氏硬度之關係:
(1)
TS(kgf/mm2)=
(asHRB≦90)
TS(kgf/mm2)=
(as90 TS(kgf/mm2)= (asHRC<10) TS(kgf/mm2)= (as10 TS(kgf/mm2)= (asHRC>40) (2)HB與HR換算 HB= (as40≦HRB≦100) HB= (asHRC<40) HB= as(40≦HRC≦70) 3-3維氏硬度(Vickers) —用顯微鏡取壓痕大小(像勃氏) —用鑽石壓痕器(與洛氏同,惟形狀不同) —小負荷,1kgf~50kgf 3-3-3實驗設備 1.維氏硬度試驗機(圖3-18) 2.標準硬度塊 3.壓痕器: 鑽石正方錐壓痕器相對面夾角136。 ±0。 30’ Range=HV=5(極軟)~1500(極硬) 3-3-4實驗原理 1.1925英國與所發表,於1930開始發現其有利於測定氮化鋼的表面硬化層之硬度,才被廣泛用於工業界。 2.壓痕器對面角為136。 與Brinellhardness(勃氏)有關,Brinell中d=~,daverage=。 3.VickersHardness ▲HV=P/A= P: 荷重(kg-f) A: 壓痕表面積(mm2) d: 壓痕之平均對角線長度(mm) θ=對角線夾角136。 d= = 4.試片厚度> 5.若試驗面為曲面需修正式 =H0-H(其中H0為平面硬度,H球面硬度) 補充資料: 1.與各硬度值之關係: (1)HB=,當使用鋼球,且HN=200~400 HB=,當使用碳化鎢球,且HV=200~700 (2) (3) 2. 3. 3-4微小硬度試驗 —量測滲碳及滲氮等表面硬化層 —量測鍍金屬、火焰硬化層、高週波淬火硬化層之金屬單結晶粒界及碳化物等 —可量測小零件,薄材料‧‧‧‧切割工具之尖端 3-4-3實驗設備 1.微小硬度試驗機(圖3-27) 2.光學測微計(圖3-28 (1)) 3.微小硬度壓痕器(圖3-28(3)、(4)、(5)) 4.標準硬度塊 5.夾具及砧座 6.荷重與壓痕大小 3-4-4實驗原理 (1)微小維氏硬度(HMV) HMV= (其中p=g,d=μ) (2)克諾普硬度(HK),與維氏不同角度之四角錐形, 3-5蕭氏硬度試驗Shore —速度快,500件/小時 3-5-3實驗設備 一.蕭氏硬度試驗機 二.標準硬度塊 三.V型塊 3-5-4實驗原理 1.1906美國.Shore所發現的。 乃動態硬度試驗之代表。 硬度高,衝擊壓痕淺,消耗能量少,殘餘能量大,高的反跳高度。 ▲ 2.硬度決定基準: HS100,淬火硬化之高碳鋼為試片,C型試片機,h0=254mm,havg=165.1mm 3.此法僅能比較同種材料(即彈性能相同者)支硬度。 4.易發生誤差,因錘之損傷,及計測筒之污染。 應常用硬質及軟質之標準硬度塊檢查。 每硬塊錘五次,其十次最大值與最小值之差,不得超過: (1),asHS80↑ (2),asHS70↓ 否則應檢查鑽石之狀況。
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- 硬度 抗拉强度 关系
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