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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

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        18

         

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        42.7

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        220

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        670

        58.8

         

        410

        41.8

        388

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        660

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        40.8

        379

        200

        11

         

        650

        57.8

         

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        39.8

        369

        190

        8.5

         

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        3

         

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        600

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        313

             

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        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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