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    金屬鏡面加工中洛氏硬度、布氏硬度等對照和換算方法

    豪克能鏡面加工設備目前已經廣泛應用于機械加工的各個行業?杉庸さ脑O備工件非常多,也有很多客戶事先會咨詢“我們的工件能否應用豪克能?”,豪克能可加工范圍較大,但也有上限。一般是洛氏硬度HRC65以下的屬于可鏡面加工范圍。超出的就不太合適了。下面我們針對金屬表面加工中的硬度問題總結一下:



    布氏硬度、洛氏硬度


    一、硬度簡介:

    硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

     

    1. 布氏硬度(HB)

    以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。

     

    2. 洛氏硬度(HR)

    當HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同,分三種不同的標度來表示:

    • HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。

    • HRB:是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。

    • HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

     

    3. 維氏硬度(HV)

    以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度HV值(kgf/mm2)。

    注:洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準,稱為標尺A、標尺B、標尺C。 洛氏硬度試驗是現今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一,三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf),最后根據壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是球錐菱形壓頭,然后加壓至588.4N(合60kgf);標尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭,然后加壓至980.7N(合100kgf);而標尺C使用與標尺A相同的球錐菱形作為壓頭,但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟的材料,而標尺C適用較硬的材料。實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。但各種材料的換算關系并不一致。

     

    二、硬度對照表:

    根據德國標準DIN50150,以下是常用范圍的鋼材抗拉強度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照表。

     

    抗拉強度(N/mm2

    維氏硬度HV

    布氏硬度HB

    洛氏硬度HRC

    250

    80

    76.0

    -

    270

    85

    80.7

    -

    285

    90

    85.2

    -

    305

    95

    90.2

    -

    320

    100

    95.0

    -

    335

    105

    99.8

    -

    350

    110

    105

    -

    370

    115

    109

    -

    380

    120

    114

    -

    400

    125

    119

    -

    415

    130

    124

    -

    430

    135

    128

    -

    450

    140

    133

    -

    465

    145

    138

    -

    480

    150

    143

    -

    490

    155

    147

    -

    510

    160

    152

    -

    530

    165

    156

    -

    545

    170

    162

    -

    560

    175

    166

    -

    575

    180

    171

    -

    595

    185

    176

    -

    610

    190

    181

    -

    625

    195

    185

    -

    640

    200

    190

    -

    660

    205

    195

    -

    675

    210

    199

    -

    690

    215

    204

    -

    705

    220

    209

    -

    720

    225

    214

    -

    740

    230

    219

    -

    755

    235

    223

    -

    770

    240

    228

    20.3

    785

    245

    233

    21.3

    800

    250

    238

    22.2

    820

    255

    242

    23.1

    835

    260

    247

    24.0

    850

    265

    252

    24.8

    865

    270

    257

    25.6

    880

    275

    261

    26.4

    900

    280

    266

    27.1

    915

    285

    271

    27.8

    930

    290

    276

    28.5

    950

    295

    280

    29.2

    965

    300

    285

    29.8

    995

    310

    295

    31.0

    1030

    320

    304

    32.2

    1060

    330

    314

    33.3

    1095

    340

    323

    34.4

    1125

    350

    333

    35.5

    1115

    360

    342

    36.6

    1190

    370

    352

    37.7

    1220

    380

    361

    38.8

    1255

    390

    371

    39.8

    1290

    400

    380

    40.8

    1320

    410

    390

    41.8

    1350

    420

    399

    42.7

    1385

    430

    409

    43.6

    1420

    440

    418

    44.5

    1455

    450

    428

    45.3

    1485

    460

    437

    46.1

    1520

    470

    447

    46.9

    1555

    480

    (456)

    47.7

    1595

    490

    (466)

    48.4

    1630

    500

    (475)

    49.1

    1665

    510

    (485)

    49.8

    1700

    520

    (494)

    50.5

    1740

    530

    (504)

    51.1

    1775

    540

    (513)

    51.7

    1810

    550

    (523)

    52.3

    1845

    560

    (532)

    53.0

    1880

    570

    (542)

    53.6

    1920

    580

    (551)

    54.1

    1955

    590

    (561)

    54.7

    1995

    600

    (570)

    55.2

    2030

    610

    (580)

    55.7

    2070

    620

    (589)

    56.3

    2105

    630

    (599)

    56.8

    2145

    640

    (608)

    57.3

    2180

    650

    (618)

    57.8

     

    660

     

    58.3

     

    670

     

    58.8

     

    680

     

    59.2

     

    690

     

    59.7

     

    700

     

    60.1

     

    720

     

    61.0

     

    740

     

    61.8

     

    760

     

    62.5

     

    780

     

    63.3

     

    800

     

    64.0

     

    820

     

    64.7

     

    840

     

    65.3

     

    860

     

    65.9

     

    880

     

    66.4

     

    900

     

    67.0

     

    920

     

    67.5

     

    940

     

    68.0

    硬度試驗是機械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗,生產上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關系。實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。

     

    三、硬度換算公式

    1. 肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12

    2. 肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15

    3. 勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)

    4. 洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3

     

    硬度測定範圍:

    HS<100

    HB<500

    HRC<70

    HV<1300

     

    硬度換算表

     

    HV

    HRC

    HBS

     

    HV

    HRC

    HBS

     

    HV

    HRC

    HBS

     

    940

    68

     

    560

    53

     

    300

    29.8

    284

    920

    67.5

     

    550

    52.3

    505

    295

    29.2

    280

    900

    67

     

    540

    51.7

    496

    290

    28.5

    275

    880

    66.4

     

    530

    51.1

    488

    285

    27.8

    270

    860

    65.9

     

    520

    50.5

    480

    280

    27.1

    265

    840

    65.3

     

    510

    49.8

    473

    275

    26.4

    261

    820

    64.7

     

    500

    49.1

    465

    270

    25.6

    256

    800

    64

     

    490

    48.4

    456

    265

    24.8

    252

    780

    63.3

     

    480

    47.7

    448

    260

    24

    247

    760

    62.5

     

    470

    46.9

    441

    255

    23.1

    243

    740

    61.8

     

    460

    46.1

    433

    250

    22.2

    238

    720

    61

     

    450

    45.3

    425

    245

    21.3

    233

    700

    60.1

     

    440

    44.5

    415

    240

    20.3

    228

    690

    59.7

     

    430

    43.6

    405

    230

    18

     

    680

    59.2

     

    420

    42.7

    397

    220

    15.7

     

    670

    58.8

     

    410

    41.8

    388

    210

    13.4

     

    660

    58.3

     

    400

    40.8

    379

    200

    11

     

    650

    57.8

     

    390

    39.8

    369

    190

    8.5

     

    640

    57.3

     

    380

    38.8

    360

    180

    6

     

    630

    56.8

     

    370

    37.7

    350

    170

    3

     

    620

    56.3

     

    360

    36.6

    341

    160

    0

     

    610

    55.7

     

    350

    35.5

    331

         

    600

    55.2

     

    340

    34.4

    322

         

    590

    54.7

     

    330

    33.3

    313

         

    580

    54.1

     

    320

    32.2

    303

         

    570

    53.6

     

    310

    31

    294

         
                           

    利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度

    在生產現場,由于受檢測儀器的限制,經常使用布氏硬度計測量大型淬火件的硬度。如果想知道該工件的洛氏硬度值,通常的方法是,先測量出布氏硬度值,然后根據換算表,查出相對應的洛氏硬度值,這種方式顯然有些繁瑣。那么,能否根據布氏硬度計的壓痕直徑,直接計算出工件的洛氏硬度值呢?答案當然是肯定的。根據布氏硬度和洛氏硬度換算表,可歸納出一個計算簡單且容易記住的經驗公式:HRC =(479-100D)/4,其中D為Φ10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5 ~ -1范圍內,該公式在現場用起來十分方便,您不妨試一試。

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