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失效分析硬度布氏 洛氏 维氏

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找出失效原因,并针对性地改进生产工艺

降低生产成本,提高生产效益。



详细介绍

一、布氏硬度(HB)

1. 基本原理

通过施加固定载荷,将淬火钢球或硬质合金球压入材料表面,保持一定时间后测量压痕直径,计算单位压痕面积承受的载荷值。

公式为:HB =常数*试验力 / 压痕表面积。

2. 样品要求

厚度:需满足试样厚度 ≥ 压痕深度 × 8

表面要求:任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕平均直径的2.5倍;两相邻压痕中心间距离至少应为压痕平均直径的3倍

3. 适用范围

材料类型:铸铁、退火钢、有色金属(如铝、铜合金)等较软材料。

硬度范围:8~650HBW(硬质合金压头)。

4. 参考标准

ISO 6506-1 / GB/T 231.1《金属材料布氏硬度试验》。

 

二、洛氏硬度(HR)


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1. 基本原理

分两步施加初试验力和主试验力,通过测量压痕残余深度差计算硬度值。公式为:

HR = N - (h/S),其中N为常数(如100),h为深度差,S为标尺单位(如0.002mm)11012。

2. 样品要求

厚度:金刚石压头试样厚度 ≥ 压痕深度 × 10,球压头试样 ≥ 压痕深度 × 15。

表面处理:需平整光滑,圆柱形试样需V型槽支撑。

3. 适用范围

标尺选择:

HRA(金刚石圆锥):硬质合金、薄硬化层(20~88HRA)。

HRB(1.588mm钢球):退火钢、铜合金(20~100HRB)。

HRC(金刚石圆锥):淬火钢、调质钢(20~70HRC)。

4. 参考标准

ASTM E18 / GB/T 230.1《金属材料洛氏硬度试验》。


三、维氏硬度(HV)

1. 基本原理

使用136°金刚石正四棱锥压头,测量压痕对角线长度,计算单位面积承受的载荷。公式为:

HV = 0.1891 × 试验力 / 对角线平均长度²。

2. 样品要求

厚度:试样最小厚度 ≥ 1.5 × 压痕对角线长度。

适用对象:薄层材料(如渗碳层)、微小部件及高硬度材料(如陶瓷)。

3. 适用范围

材料类型:硬化层、陶瓷、硬质合金、精密零件等。

硬度范围:10~3000HV。

4. 参考标准

ISO 6507 / GB/T 4340.1《金属材料维氏硬度试验》。