洛氏硬度和维氏硬度的换算公式:VHN=HR/0.1891。
洛氏硬度和维氏硬度是用来测量材料硬度的两种测试方法,但是它们有一定的换算关系。换算关系式如下:VHN=HR/0.1891。其中,VHN是维氏硬度;HR是洛氏硬度。
1、计算洛氏硬度的维氏硬度例如,洛氏硬度HR=100,则维氏硬度VHN=100/0.1891=528.5。
2、计算维氏硬度的洛氏硬度例如,维氏硬度VHN=600,则洛氏硬度HR=600*0.1891=113.46。
洛氏硬度计使用方法:
1、将丝杠顶面及工作台上下端面擦净,将工作台置于丝杠台上。
2、将试件支撑面擦净置于工作台上,旋转手轮使工作台缓慢上升并顶起压头,至小指针指向红点,大指针旋转3圈垂直向上为止。
3、旋转指示器外壳,使C、B之间长刻线与大指针对正。
4、拉动加荷手柄,施加主试验力,指示器的大指针按逆时针方向转动。
5、当指示针转动停止下来后,即可将卸荷手柄推回,卸除主试验力。
6、从指示器上相应的标尺读数。
7、转动手轮使试件下降,再移动试件,按以上(2)-(6)步骤进行新的试验。
8、试验结束后用防尘罩将机器盖好。
维氏硬度计的使用方法图解
笔者就自己的理解,对图1所示的参考图解析如下:
(取自ISO18265—2003)
图1中横坐标是维氏硬度HV30,范围是50~1100。纵坐标Y1是洛氏硬度,范围是0~120。纵坐标Y2是布氏硬度,范围分为两部分,0~450为使用钢球压头,450~650为使用硬质合金球压头。
图中区域1是有色金属,区域2是钢铁,区域3是硬质合金。从这份图上可读到以下信息:
1.维氏硬度计
维氏硬度试验在跨越有色金属、钢铁和硬质合金的宽广硬度范围内具有一个统一的标尺,图中示出的维氏硬度测试范围是50~1100HV。
其实维氏硬度计具有更宽的测试范围,测试的硬度值可以从几个HV到3000HV以上。可以涵盖几乎全部的金属材料,从很软的金属到很硬的淬火钢、硬质合金,以及玻璃、矿石、陶瓷、人造金刚石等。
2.布氏硬度计
*布氏硬度计用于测试有色金属和大部分钢铁材料。
*低硬度有色金属,例如铝和铝合金、紫铜等材料应采用0.102F/D^2=5的试验条件,也可采用0.102F/D^2=10的试验条件,硬度范围为50~100HBS.高硬度有色金属,例如超硬铝合金、黄铜、青铜等应采用0.102F/D^2=10的试验条件,硬度范围为100~150HBS.钢铁材料应采用0.102F/D^2=30的试验条件,硬度范围为150~450HBS及450~650HBW。
*布氏硬度计测试范围的上限值是650HBW,这一数值相当于洛氏硬度的60HRC。
*布氏硬度值和维氏硬度值具有较好的线性关系。
*布氏硬度值和维氏硬度值数值接近,在硬度值小于450HB时大致有如下关系:HB≈HV。
*布氏硬度计在硬度值为450以下时,应采用钢球压头,记作HBS,在硬度值450以上时应采用硬质合金球压头,记作HBW。
(关于布氏硬度试验的国际标准ISO6506.1-1999和中国标准GB/T231.1-2002都取消了钢球压头,统一采用硬质合金球压头。
以后在进行布氏硬度试验时,钢球压头和HBS硬度值将不再采用。
)。
3.洛氏硬度计
洛氏硬度试验根据试验力和压头的不同组合,有多种标尺可以选择,不同的标尺用于测试不同硬度范围或尺寸范围的材料。
*HRA标尺用于测试钢铁材料和硬质合金。
其测试范围约为50~87HRA,在洛氏硬度试验的各标尺中,HRA是唯一可用于测试硬质合金材料的。
事实上,由于HRC标尺的广泛应用,HRA标尺很少用于测试一般钢铁材料,它的用途仅限于测试硬质合金、薄硬钢带和中等厚度的表面硬化钢。
*HRC标尺是所有硬度试验方法中应用最为广泛的,钢铁材料的硬度测试主要采用HRC标尺。
HRC标尺的测试范围包括调质钢、淬火钢、回火钢、硬铸铁、珠光体可锻铸铁和钛合金等,硬度值范围在20~67HRC。
尽管标准中给出HRC标尺的上限值可达到70HRC,但是考虑到金刚石压头的寿命,当硬度值大于67HRC时,人们一般都改用HRA标尺。
*采用金刚石压头的表面洛氏HR15N、HR30N、HR45N标尺,其硬度测试范围与HRC相当,都是从较硬的软钢到高硬度的淬火钢。
这三个标尺的采用,实际上是对HRC标尺的补充,当试样硬度符合HRC的测试范围,只是厚度不足时,就可改用表面洛氏硬度N标尺。
国家标准规定,对于采用金刚石压头的洛氏硬度标尺,试样厚度应大于压痕深度的10倍。
HRC标尺的试验力是150kg。
而HRN标尺的试验力只有15~45kg,减小了试验力,压痕就会变浅,就不会因试样过薄,发生测砧效应而影响硬度测试的准确性。
三种标尺的选用规则也是根据试样的厚度。
较厚的试样用HR45N标尺,最薄的试样用HR15N标尺,采用HR15N标尺测试淬火硬钢片时,试样厚度可薄至0.15mm。
当一个试样的厚度可以同时满足两个以上N标尺要求时,应选用其中试验力最大的一个标尺,这样有助于提高测试精度。
*HRC硬度值和维氏硬度HV及布氏硬度HB之间有着一个粗略的换算关系,了解了这一换算关系常常会给人们带来方便。我们可以粗略认为下列关系存在:HV≈HB≈10HRC。
*HRB标尺也是应用很广泛的硬度测试标尺。
它是较硬的有色金属和软钢的主要硬度测试手段。
在高硬度黄铜、青铜、不锈钢、冷轧钢板的产品标准中都有采用HRB标尺测试材料力学性能的规定。
图1所示HRB标尺的测试范围是10~100HRB,当硬度值接近100HEB时,硬度测试的灵敏度降低,这时应改用HRC标尺。
国家标准GB/T230.1-2002规定的HRB标尺测试范围是20~100HRB,这一点与图1是不同的。
当材料硬度小于20HRB时,由于压头压入过深,影响测试准确性,此时应改用低一级的HRF标尺。
*HRF标尺是应用较广泛的硬度测试标尺,它在图1中位于HRB标尺的左侧,用于测试比HRB更软的材料,例如紫铜、退火的黄铜、退火的薄钢板、一般的铝合金等。
图1中HRF标尺测试范围的下限值低于50HRF,上限值接近120HRF,但是,无论是国际标准,还是中国标准,规定的HRF标尺适用范围都是60~100HRF。
当硬度值超过100HRF时,应改用高一级的HRB标尺。
当硬度值低于60HRF时,应改用低一级的HRH标尺。
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