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強(qiáng)度是在外力作用下,材料抵抗塑性變形和破斷的能力. 硬度是材料抵抗局部塑性變形的能力. 通常強(qiáng)度越高,硬度也越高. 實(shí)踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的,材料的強(qiáng)度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。 一般來說,對于灰鑄鐵在其它條件相同時(shí),冷卻速度愈慢或講冷卻時(shí)間愈長,鑄件凝固中越容易出現(xiàn)粗大石墨,在共析轉(zhuǎn)變時(shí)則有轉(zhuǎn)變鐵素體的傾向。鑄件的硬度就越低。相反,由于冷卻速度相應(yīng)加大,也可以說冷卻時(shí)間越短,鑄件可以形成較細(xì)小的石墨片,此時(shí)在共析轉(zhuǎn)變時(shí)大多呈珠光體基體,鑄件的硬度就越高。嚴(yán)格的講不能用時(shí)間的長短來分析與硬度的關(guān)系,因?yàn)殍T件的幾何形狀復(fù)雜,壁厚差別也較大,很難簡單地進(jìn)行分析比較。因根據(jù)傳熱學(xué)原理,在鑄造工藝設(shè)計(jì)中提出了“鑄件模數(shù)M”的概念,M=(V-鑄件體積,S-鑄件表面積)。M值表示單位面積占有的體積量,M值愈大,冷卻速度愈??;反之冷卻速度愈大。同時(shí)還要考慮澆注溫度、鑄型的導(dǎo)熱能力等因素的綜合影響來分析與硬度的關(guān)系 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(biāo)之一。一般硬度越高,耐磨性越好。 金屬材料的硬度是指金屬表面抵抗其他更硬物體壓人的能力,表示材料的堅(jiān)硬程度。硬度值的大小在一定程度上可以反映材料的耐磨性,是零件或工具的一項(xiàng)重要的機(jī)械性能指標(biāo)。 ●常規(guī)表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC較為常用。 ●HB應(yīng)用范圍較廣,供貨狀態(tài)常用, Cu、Al也可用。HRC適用于表征高硬度材料,如熱處理硬度等。兩者區(qū)別在于硬度計(jì)之測頭不同,布氏硬度計(jì)之測頭為鋼球,而洛氏硬度計(jì)之測頭為金剛石。 ●在一定條件下,HB與HRC可以互換。其換算公式可大概記為:1HRC≈1/10HB。 ●HV-適用于顯微分析,Cu、Al也可用。 ●HL-手提式硬度計(jì),測量方便,但對樣品厚度有要求。 布式硬度是以一定大小的試驗(yàn)載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測金屬表面,保持規(guī)定時(shí)間,然后卸荷,測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。 洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個(gè)硬度單位。 1.HRC含意是洛式硬度C標(biāo)尺, HB含意是布式硬度。 2.HRC和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛 3.HRC適用范圍HRC 20--67,相當(dāng)于HB225--650 若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標(biāo)尺HRA。 若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標(biāo)尺HRB。 布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗(yàn)載荷為一確定值,中國標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。 布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質(zhì)合金球(HBW),試驗(yàn)載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力。 5.洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數(shù)點(diǎn)求平均值,適用成品和薄片,歸于無損檢測一類。 布式硬度壓痕較大,測量值準(zhǔn),不適用成品和薄片,一般不歸于無損檢測一類。 6.洛式硬度的硬度值是一無名數(shù),沒有單位。(因此習(xí)慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。) 布式硬度的硬度值有單位,且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。 7.洛式硬度直接在表盤上顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產(chǎn)中。 布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑,然后查表或計(jì)算,操作較繁瑣。 8.在一定條件下,HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為:1HRC≈1/10HB 硬度一般是用在表面,淬火后馬氏體組織硬度高,抗拉強(qiáng)度大,但是卻不能作為受載零件的內(nèi)部組織,因?yàn)殡m然抗拉強(qiáng)度高了,但是不適應(yīng)交變載荷,所有要高溫回火,就是淬火加高溫回火就是常說的調(diào)質(zhì)處理,這樣抗拉和耐疲勞強(qiáng)度都協(xié)調(diào)了了,綜合性能提高了 硬度是材料局部抵抗塑性變形的能力,強(qiáng)度是材料抵抗變形和斷裂的能力 1.灰鑄鐵的硬度和抗拉強(qiáng)度之間,存在一定的對應(yīng)關(guān)系,其經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為: 當(dāng)σb≥196MPa時(shí),HB=RH(100+O.438σb)……(B1) 當(dāng)σb<196MPa時(shí),HB=RH(44+0.724σb)……(B2) 式中相對硬度(RH)值主要由原材料、熔化工藝、熱處理工藝以及鑄件的冷卻速度所確定。 2.灰鑄鐵的相對硬度值(RH)的變化范圍為O.80~1.20之間。 3.測定RH值,可用單鑄試棒(或鑄件上)測定抗拉強(qiáng)度和硬度,由公式(B1)、(B2)計(jì)算灰鑄鐵的RH值。 4.根據(jù)在鑄件上實(shí)測得到的HB硬度值,可由公式(B1)、(B2)計(jì)算出該抗拉強(qiáng)度值。
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