常见压力单位的换算关系
金属材料硬度的测试方法主要包括压入硬度和回跳硬度两种。
压入硬度是通过一定的载荷将规定的压头压入被测材料,以材料局部塑性变形的大小来判断材料的硬度。根据不同的压头、载荷和压力持续时间,常见的压入硬度包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等。
回跳硬度则是通过特制的小锤从一定高度自由落体冲击试样,通过小锤的回跳高度来判断材料的硬度,例如肖氏硬度和里氏硬度。
关于布氏硬度的测试,它是用淬火钢球或硬质合金球作为压头,以实验压力压入试件表面,保持一定时间后检查压痕。布氏硬度用试验力除以压痕表面积来表示,用HBS或HBW表示。其中HBS主要测定灰铁、有色金属等硬度值450以下的材料,而HBW则主要测定铸铁等硬度值650以下的材料。
洛氏硬度测试采用金刚石圆锥或淬火钢球作为压头,在特定的初载力和主载荷下压入试样,以两者的压入深度之差表示材料硬度。洛氏硬度应用广泛,可检测各种钢铁、有色金属和硬质合金等材料。
维氏硬度采用金刚石正四棱锥压头压入材料表面,以压痕单位表面积上的平均压力表示硬度值。其检测范围大,可检测从很软到很硬的材料。
里氏硬度则是通过一定质量的冲击体冲击试样表面,通过电磁信号转换得到里氏硬度值。其适用于检测大型、重型和复杂形状的工件。
肖氏硬度则是通过规定形状和质量的金刚石重头从固定高度落下后弹起来的高度与原始高度的比值来计算。这种方法可现场测量大型工件的硬度,如大型冷轧辊等。
在实际应用中,布氏硬度多用于铸铁、非铁合金、退火及调制钢材的检测;洛氏硬度主要用于钢铁、有色金属和硬质合金的检测;维氏硬度适用于较薄材料和表面硬化层的检测;里氏硬度适用于大型、重型和复杂形状工件的检测;肖氏硬度则适用于现场测量大型工件的硬度。
还可以根据硬度对照表如《SAE J 417》等进行不同硬度测量方式之间的换算对照。当硬度高于20HRC时,1HRC约等于10HB;当硬度低于20HRC时,1HRC约等于11.5HB。
本文简要介绍了金属材料的几种硬度测试方法及换算对照,以供参考。