MachineMFG

Диаграмма твердости металлов: Мооса, HB, HV, HS, HRC

Вы когда-нибудь задумывались об увлекательном мире твердости металлов? В этой статье блога мы погрузимся в интригующие концепции и методы измерения и повышения твердости различных металлов. Как опытный инженер-механик, я поделюсь своими знаниями, чтобы помочь вам лучше понять этот важнейший аспект материаловедения. Приготовьтесь раскрыть секреты твердости металлов и узнать, как она влияет на нашу повседневную жизнь!

Твердость металла

Оглавление

Твердость металла означает его способность сопротивляться местным деформациям, в частности пластическим, вмятинам или царапинам. Это мера мягкости или твердости материала.

Существует два основных типа методов определения твердости металлов: статический и динамический. К статическим методам испытаний относятся методы Бринелля, Роквелла, Виккерса, Кнупа, Мейера и Баркола, причем наиболее широко используются методы Бринелля, Роквелла и Виккерса. Динамические методы испытаний предполагают динамическое и ударное приложение испытательных сил.

Измерение твердости в первую очередь определяется глубиной вдавливания, площадью вдавливания или размером отпечатка вдавливания. Например, твердость по Бринеллю (HB) рассчитывается путем вдавливания шарика из закаленной стали или твердого сплава определенного диаметра в испытуемую металлическую поверхность под определенной испытательной нагрузкой, выдерживания его в течение определенного времени, затем разгрузки и измерения диаметра вмятины на испытуемой поверхности.

Существует множество методов повышения твердости металла, включая легирование твердыми элементами в материале, технологическое упрочнение, упрочнение зернистостью, дисперсионное упрочнение, упрочнение второй фазой, упрочнение термической обработкой (например, закалкой, науглероживанием, азотированием, инфильтрацией металла) и поверхностное упрочнение. Кроме того, износостойкость металлических материалов может быть улучшена путем изменения структурной формы и кристаллического состояния.

Таблица твердости металлов по Моосу

Сайт Твердость по Моосу это стандарт для обозначения твердости минералов, впервые предложенный в 1822 году немецким минералогом Фредерихом Моосом. Этот стандарт используется в минералогии и геммологии. Твердость по Моосу определяется с помощью алмазной пирамидальной иглы, которая царапает поверхность исследуемого минерала и измеряет глубину царапины. Глубина этой царапины и есть твердость по Моосу, обозначаемая символом HM. Он также используется для обозначения твердости других материалов.

Глубина измеренной царапины делится на десять уровней для обозначения твердости (метод царапин): тальк 1 (наименьшая твердость), гипс 2, кальцит 3, флюорит 4, апатит 5, ортоклаз (полевой шпат) 6, кварц 7, топаз 8, корунд 9, алмаз 10. Твердость исследуемого минерала определяется путем сравнения царапин со стандартными минералами в твердомере Мооса. Хотя измерения этим методом грубы, он удобен и практичен. Его часто используют для измерения твердости природных минералов.

Значения твердости - это не абсолютные значения твердости, а значения, представленные в порядке возрастания твердости.

При нанесении сравнивайте твердость по царапинам. Например, если минерал может поцарапать кальцит, но не флюорит, его твердость по шкале Мооса равна 3-4, а остальные - предположительная. Твердость по Моосу - это только относительная твердость, которая является грубой. Твердость талька равна 1, алмаза - 10, а корунда - 9, но абсолютная твердость, измеренная микротвердомером, в 4192 раза больше, чем у талька для алмаза, и в 442 раза больше, чем у талька для корунда. Твердость по Моосу удобна в использовании и часто применяется в полевых условиях. Например, твердость ногтей составляет около 2,5, медных монет - 3,5-4, стальных ножей - 5,5, а стекла - 6,5.

В дополнение к первоначальному списку от 1 до 10 видов минералов здесь приведены значения твердости распространенных металлов для справки.

МеталлЭлементТвердость (Мооса)
Углерод（алмаз）C10
БорB9.3
Титан Твердый сплавTi+C9
Карбид вольфрамаW+C9
ХромCr8.5
ВольфрамW7.5
ВанадийV7
РенийRe7
ОсмийOs7
КремнийSi6.5
РутенийRu6.5
ТанталТа6.5
ИридиумИр6.5
ТитанTi6
МарганцовкаMn6
ГерманийGe6
НиобийNb6
РодийRh6
УранU6
БериллийБудьте6
МолибденМо5.5
ГафнийHf5.5
КобальтCo5
ЦирконийZr5
ПалладийPd4.75
Белое золотоAu+Ni+Pd4
СтальFe+C4
ЖелезоFe4
НикельNi4
МышьякКак3.5
ПлатинаPt3.5
ЛатуньCu+Zn3
БронзаCu+Sn3
МедьCu3
СурьмаСб3
ТорийTh3
АлюминийЭл2.75
МагнийMg2.5
ЦинкZn2.5
СереброAg2.5
ЛантанLa2.5
ЦерийCe2.5
ЗолотоAu2.5
ТеллурTe2.25
ВисмутBi2.25
КадмийCd2
КальцийCa1.75
ГаллийGa1.5
СтронцийСтарший1.5
ОловоSn1.5
РтутьHg1.5
ВестиPb1.5
БарийБа1.25
ИндийНа сайте1.2
ТаллийTi1.2
ЛитийЛи1.2
НатрийNa0.5
КалийK0.4
РубидийRb0.3
ЦезийCs0.2

Таблица твердости металлических материалов

Нет.Код материалаСтепень прочностиЗначение твердости（HB）
011Cr13440（45）197～229
355187～229
021Cr12Mo550229～255
450197～229
03Cr11MoV490（50）217～248
390192～241
590235～269
04Cr12WMoV590235～269
690269～302
052Cr12NiMoWV760293～331
06ZG20CrMoV310140～201
0725Cr2MoVA590241～277
735269～302
0830Cr2MoV440179～229
590241～277
735269～302
0938CrMoAl590241～277
685277～302
785293～321
10A3Твердость после Азотирование Нормализация компонентов<131
1115#<143
1225#<170
13ZG25<170
1420CrA<179
1512CrNi3A<252
162Cr13490217～248
590235～269
172Cr12NiW1Mo1V735285～302
180Cr17Ni4Cu4Nb590262～302
760277～311
19Cr5Mo/248～302
20GH132（GBn181-82）/284～349
21GH136（GBn181-82）/298～390
22R-26550262～331
233Cr13590235～269
685269～302
233Cr13785286～321
241Cr18Ni9Ti205（225）≦187
250Cr18Ni9205≦187
261Cr18Ni9205≦187
27Cr15Ni3Bw3Ti390207～255
2834CrMo1A490（590）/
2930Cr2MoV590241～277
690256～287
735269～302
3034CrNi3Mo590220～260
690240～282
735255～284
785271～298
3130Cr2Ni4MoV550207～262
690241～302
760262～321
830285～341
3215CrMoA245131～163
490207～241
3315Cr1Mo275≦207
3412Cr1MoVA245131～163
3512Cr2Mo1275≦197
315≦207
3615Cr1Mo1VA325146～196
3725#235（215）110～170
3830#265≦187
3935#265156～217
255140～187
235121～187
4045#295162～217
285149～217
440197～229
345217～255
4115CrMoA245131～163
490207～241
4220MnMo350149～217
4340CrNi3MoA550207～262
690241～302
4415CrMoA490207～241
4540CrA390192～223
4540CrA490217～235
590241～277
685269～302
4640CrNi2MoA540207～269
640248～277
785269～321
4735CrMoA490217～255
590241～277
4840CrNiMoA690255～293
4920Cr1Mo1VtiB690255～293
5030Cr1Mo1V590241～277
5130Cr1Mo1V690255～285
МатериалыСтандарты и требования（HB）Область контроля（HB）Примечание
210CASTM A210，≤179130～179 
T1a, 20MoG, STBA12, 15Mo3ASTM A209, ≤153125～153 
T2, T11, T12, T21, T22, 10CrMo910ASTM A213，≤163120～163 
P2, P11, P12, /P21, P22, 10CrMo910 125～179 
Трубные фитинги типа P2, P11, P12, /P21P22, 10CrMo910 130～197Нижний предел сварной шов не должно быть меньше, чем у основного материала, верхний предел≤241
T23ASTM A213，≤220150～220 
12Cr2MoWVTiB(G102) 150～220 
T24ASTM A213，≤250180～250 
T/P91, T/P92, T911, T/P122ASTM A213，≤250ASTM A335，≤250180～250Твердость труб типа "P" соответствует твердости труб типа "T".
（T/P91, T/P92, T911, T/P122） Сварочный шов 180～270 
WB36Код ASME case2353，≤252180～252Сварной шов не должен быть менее твердым, чем основной материал.
Трубные фитинги типа A515, A106B, A106C, A672 B70 130～197Нижний предел сварного шва не должен быть меньше основного материала, а верхний предел≤241.
12CrMoGB3077, ≤179120～179 
15CrMoJB4726，118～180(Rm:440～610）JB4726，115～178(Rm:430～600）118～180115～178 
12Cr1MoVGB3077, ≤179135～179 
15Cr1Mo1V 135～180 
F2 (кованые или прокатные трубные фитинги, клапаны и компоненты)ASTM A182,143～192143～192 
F11, класс 1ASTM A182,121～174121～174 
F11, класс 2ASTM A182,143～207143～207 
F11, класс 3ASTM A182, 156～207156～207 
F12, класс 1ASTM A182,121～174121～174 
F12, класс 2ASTM A182,143～207143～207 
F22, класс 1ASTM A182, ≤170130～170 
F22, класс 3ASTM A182, 156～207156～207 
F91ASTM A182, ≤248175～248 
F92ASTM A182, ≤269180～269 
F911ASTM A182, 187～248187～248 
F122ASTM A182, ≤250177～250 
20 Сосуды высокого и низкого давления из углеродистой стали Легированная сталь ПоковкиJB4726，106～159106～159 
35 (Примечание: Rm в таблице означает предел прочности материала на разрыв, измеряемый в МПа).JB4726，136～200(Rm:510～670）JB4726，130～190(Rm:490～640）136～200130～190 
16 МнJB4726，121～178(Rm:450～600）121～178 
20MnMoJB4726，156～208(Rm:530～700）JB4726，136～201(Rm:510～680）JB4726，130～196(Rm:490～660）156～208136～201130～196 
35CrMoJB4726，185～235(Rm:620～790）JB4726，180～223(Rm:610～780）185～235180～223 
0Cr18Ni90Cr17Ni12Mo2JB4728，139～187(Rm:520)JB4728，131～187(Rm:490)139～187131～187Поковки из нержавеющей стали для сосудов, работающих под давлением
1Cr18Ni9GB1220 ≤187140～187 
0Cr17Ni12Mo2GB1220 ≤187140～187 
0Cr18Ni11NbGB1220 ≤187140～187 
TP304H, TP316H, TP347HASTM A213，≤192140～192 
1Cr13 192～211Подвижные лезвия
2Cr13 212～277Подвижные лезвия
1Cr11MoV 212～277Подвижные лезвия
1Cr12MoWV 229～311Подвижные лезвия
ZG20CrMoJB／T 7024，135～180135～180 
ZG15Cr1MoJB／T 7024，140～220140～220 
ZG15Cr2Mo1JB／T 7024，140～220140～220 
ZG20CrMoVJB／T 7024，140～220140～220 
ZG15Cr1Mo1VJB／T 7024，140～220140～220 
35DL／T439，146～196146～196Болт
45DL／T439，187～229187～229Болт
20CrMoDL／T439，197～241197～241Болт
35CrMoDL／T439，241～285241～285Болт（Диаметр ＞50 мм）
35CrMoDL／T439，255～311255～311Болт（Диаметр ≤50 мм）
42CrMoDL／T439，248～311248～311Болт（Диаметр ＞65 мм）
42CrMoDL／T439，255～321255～321Болт（Диаметр ≤65 мм）
25Cr2MoVDL／T439，248～293248～293Болт
25Cr2Mo1VDL／T439，248～293248～293Болт
20Cr1Mo1V1DL／T439，248～293248～293Болт
20Cr1Mo1VTiBDL／T439，255～293255～293Болт
20Cr1Mo1VNbTiBDL／T439，252～302252～302Болт
20Cr12NiMoWV (C422)DL／T439，277～331277～331Болт
2Cr12NiW1Mo1VСтандарт Восточного завода паровых турбин291～321Болт
2Cr11Mo1NiWVNbNСтандарт Восточного завода паровых турбин290～321Болт
45Cr1MoVСтандарт Восточного завода паровых турбин248～293Болт
R-26 (сплав Ni-Cr-Co)DL／T439，262～331262～331Болт
GH445DL／T439，262～331262～331Болт
ZG20CrMoJB/T7024，135～180135～180Цилиндр
ZG15Cr1Mo, ZG15Cr2MoZG20Cr1MoV, ZG15Cr1Mo1VJB/T7024，140～220140～220Цилиндр

Диаграмма твердости цветных и черных металлов

1. Таблица твердости цветных металлов

Твердость цветных металловПрочность на разрыв
δb/МПа
RockwellПоверхность по РоквеллуVickersБринелль
(F/D2=30) 
HRCHRAHR15NHR30NHR45NHVHBSHBWMSКр.СCr-V.SCrNi.SCr-Mo.SCr-Ni-Mo .SCrMnSi.SUHSSС.С.
20.060.268.840.719.2226225225774742736782747/781/740
20.560.469.041.219.8228227227784751744787753/788/749
21.060.769.341.720.4230229229793760753792760/794/758
21.561.069.542.221.0233232232803769761797767/801/767
22.061.269.842.621.5235234234813779770803774/809/777
22.561.570.043.122.1238237237823788779809781/816/786
23.061.770.343.622.724l240240833798788815789/824/796
23.562.070.644.023.3244242242843808797822797/832/806
24.062.270.844.523.9247245245854818807829805/840/816
24.562.571.145.024.5250248248864828816836813/848/826
25.062.871.445.525.1253251251875838826843822/856/837
25.563.071.645.925.7256254254886848837851831850865/847
26.063.371.946.426.3259257257897859847859840859874/858
26.563.572.246.926.9262260260908870858867850869883/868
27.063.872.447.327.5266263263919880869876860879893/879
27.564.072.747.828.1269266266930891880885870890902/890
28.064.373.048.328.7273269269942902892894880901912/901
28.564.673.348.729.3276273273954914903904891912922/913
29.064.873.549.229.9280276276965925915914902923933/924
29.565.173.849.730.5284280280977937928924913935943/936
30.065.374.150.231.1288283283989948940935924947954/947
30.565.674.450.631.72922872871002960953946936959965/959
31.065.874.751.132.329629l29l1014972966957948972977/971
31.566.174.951.632.93002942941027984980969961985989/983
32.066.475.252.033.530429829810399969939819749991001/996
32.566.675.552.534.130830230210521009100799498710121013/1008
33.066.975.853.034.73133063061065102210221007100110271026/1021
33.567.176.153.435.33173103101078103410361020101510411039/1034
34.067.476.453.935.932l3143141092104810511034102910561052/1047
34.567.776.754.436.53263183181105106110671048104310711066/1060
35.067.977.054.837.033l3233231119107410821063105810871079/1074
35.568.277.255.337.63353273271133108810981078107411031094/1087
36.068.477.555.838.23403323321147110211141093109011191108/1101
36.568.777.856.238.83453363361162111611311109110611361123/1116
37.069.078.156.739.43503413411177113111481125112211531139/1130
37.569.278.457.240.03553453451192114611651142113911711155/1145
38.069.578.757.640.63603503501207116111831159115711891171/1161
38.569.779.058.141.2365355355122211761201117711741207118711701176
39.070.079.358.641.837l360360123811921219119511921226120411951193
39.570.379.659.042.4376365365125412081238121412111245122212191209
40.070.579.959.543.0381370370127112251257123312301265124012431226
40.570.880.260.043.6387375375128812421276125212491285125812671244
41.071.180.560.444.2393380381130512601296127312691306127712901262
41.571.380.860.944.8398385386132212781317129312891327129613131280
42.071.681.161.345.440439l392134012961337131413101348131613361299
42.571.881.461.845.9410396397135913151358133613311370133613591319
43.072.181.762.346.541640l403137813351380135813531392135713811339
43.572.482.062.747.1422407409139713551401138013751415137814041361
44.072.682.363.247.7428413415141713761424140413971439140014271383
44.572.982.663.648.3435418422143813981446142714201462142214501405
45.073.282.964.148.944l424428145914201469145114441487144514731429
45.573.483.264.649.5448430435148114441493147614681512146914961453
46.073.783.565.050.145443644l150314681517150214921537149315201479
46.573.983.765.550.746l442448152614931541152715171563151715441505
47.074.284.065.951.2468449455155015191566155415421589154315691533
47.574.584.366.451.8475/463157515461591158115681616156915941562
48.074.784.666.852.4482/470160015741617160815951643159516201592
48.575.084.967.353.0489/478162616031643163616221671162316461623
49.075.385.267.753.6497/486165316331670166516491699165116741655
49.575.585.568.254.2504/494168116651697169516771728167917021689
50.075.885.768.654.7512502502171016981724172417061758170917311725
50.576.186.069.155.3520510510/1732175217551735178817391761/
51.076.386.369.555.9527518518/1768178017861764181917701792/
51.576.686.670.056.5535527527/1806180918181794185018011824/
52.076.986.870.457.1544535535/1845183918501825188118341857/
52.577.187.170.957.6552544544//186918831856191418671892/
53.077.487.471.358.2561552552//189919171888194719011929/
53.577.787.671.858.856956l56l//19301951//19361966/
54.077.987.972.259.4578569569//19611986//19712006/
54.578.288.172.659.9587577577//19932022//20082047/
55.078.588.473.160.5596585585//20262058//20452090/
55.578.788.673.561.1606593593///////2135/
56.079.088.973.961.7615601601///////2181/
56.579.389.174.462.2625608608///////2230/
57.079.589.474.862.8635616616///////2281/
57.579.889,675.263.4645622622///////2334/
58.080.189.875.663.9655628628///////2390/
58.580.390.076.164.5666634634///////2448/
59.080.690.276.565.1676639639///////2509/
59.580.990.476.965.6687643643///////2572/
60.081.290.677.366.2698647647/////////
60.581.490.877.766.8710650650/////////
61.081.791.078.167.372l///////////
61.582.091.278.667.9733///////////
62.082.291.479.068.4745///////////
62.582.591.579.469.0757///////////
63.082.891.779.869.5770///////////
63.583.191.880.270.1782///////////
64.083.391.980.670.6795///////////
64.583.692.181.071.2809///////////
65.083.992.281.371.1822///////////
65.584.1///836///////////
66.084.4///850///////////
66.584.7///865///////////
67.085.0///879///////////
67.585.2///894///////////
68.085.5///909///////////

2. Диаграмма твердости черных металлов

Приведенные ниже данные в основном относятся к низкоуглеродным сталь (мягкая сталь).

Твердость черных металловПрочность на разрыв
RockwellПоверхность по РоквеллуVickersБринелль HBS
HRBHR15THR30THR45THVF/D2=10F/D2=10МПа
60.080.456.130.4105102/375
60.580.556.430.9105102/377
61.080.756.731.4106103/379
61.580.857.131.9107103/381
62.080.957.432.4108104/382
62.581.157.732.9108104/384
63.081.258.033.5109105/386
63.581.458.334.0110105/388
64.081.558.734.5110106/390
64.581.659.035.011l106/393
65.081.859.335.5112107/395
65.581.959.636.1113107/397
66.082.159.936.6114108/399
66.582.260.337.1115108/402
67.082.360.637.6115109/404
67.582.560.938.1116110/407
68.082.661.238.6117110/409
68.582.761.539.2118111/412
69.082.961.939.7119112/415
69.583.062.240.2120112/418
70.083.262.540.712l113/42l
70.583.362.841.2122114/424
71.083.463.141.7123115/427
71.583.663.542.3124115/430
72.083.763.842.8125116/433
72.583.964.143.3126117/437
73.084.064.443.8128118/440
73.584.164.744.3129119/444
74.084.365.144.8130120/447
74.584.465.445.413l12l/451
75.084.565.745.9132122152455
75.584.766.046.4134123155459
76.084.866.346.9135124156463
76.585.066.647.4136125158467
77.085.167.047.9138126159471
77.585.267.348.513912716l475
78.085.467.649.0140128163480
78.585.567.949.5142129164484
79.085.768.250.0143130166489
79.585.868.650.5145132168493
80.085.968.951.0146133170498
80.586.169.251.6148134172503
81.086.269.552.1149136174508
81.586.369.852.6151137/513
82.086.570.253.1152138/518
82.586.670.553.6154140/523
83.086.870.854.1156//529
83.586.971.154.7157//534
84.087.071.455.2159//540
84.587.271.855.716l//546
85.087.372.156.2163//551
85.587.572.456.7165//557
86.087.672.757.2166//563
86.587.773.057.8168//570
87.087.973.458.3170//576
87.588.073.758.8172//582
88.088.174.059.3174//589
88.588.374.359.8176//596
89.088.474.660.3178//603
89.588.675.060.9180//609
90.088.775.361.4183/176617
90.588.875.661.9185/178624
91.089.075.962.4187/18063l
91.589.176.262.9189/182639
92.089.376.663.4191/184646
92.589.476.964.0194/187654
93.089.577.264.5196/189662
93.589.777.565.0199/192670
94.089.877.865.5201/195678
94.589.978.266.0203/197686
95.590.178.566.5206/200695
95.090.278.867.1208/203703
96.090.479.167.6211/206712
96.590.579.468.1214/209721
97.090.679.868.6216/212730
97.590.880.169.1219/215739
98.090.980.469.6222/218749
98.591.180.770.2225/222758
99.091.281.070.7227/226768
99.591.381.471.2230/229778
100.091.581.771.7233/232788

Похожие статьи: Сравнительная таблица твердости металлов: HV, HB, HRC

Часто используемая твердость

Твердость по Бринеллю

Для испытания на твердость по Бринеллю используется шарик из закаленной стали или твёрдый сплав с диаметром D в качестве индентора.

К поверхности испытуемого материала прикладывается заданная испытательная сила F, и после определенного времени выдержки испытательная сила снимается, оставляя вмятину диаметром d.

Сайт Твердость по Бринеллю Значение рассчитывается путем деления силы испытания на площадь поверхности вдавливания. Символ, обозначающий значение твердости по Бринеллю, представлен как HBS или HBW.

Твердость по Бринеллю

Разница между HBS и HBW заключается в типе используемого индентора.

HBS означает использование закаленного стального шарика в качестве индентора и используется для определения твердости по Бринеллю материалов со значением менее 450, таких как мягкая сталь, серый чугун, и цветных металлов.

HBW, с другой стороны, означает использование шарика из твердого сплава в качестве индентора и используется для измерения твердости по Бринеллю материалов со значением ниже 650.

Даже при использовании одинаковых материалов и условий эксперимента результаты двух испытаний могут отличаться, при этом значение HBW обычно выше, чем значение HBS, и нет точного количественного правила, которому можно было бы следовать.

Формула HBW

В 2003 году Китай принял международные стандарты и отказался от использования инденторов со стальными шариками в пользу головок с шариками из твердых сплавов.

В результате HBS больше не используется, и все значения твердости по Бринеллю теперь обозначаются HBW.

Хотя HBW часто называют просто HB, в литературе все еще можно встретить ссылки на HBS.

Метод измерения твердости по Бринеллю подходит для испытания таких материалов, как чугун, цветные сплавы и различные стали, которые подверглись отжиг или процессы закалки и отпуска.

Однако он не подходит для испытания образцов или заготовок, которые слишком твердые, слишком маленькие, слишком тонкие или не позволяют делать большие углубления на поверхности.

Твердость по Роквеллу

При испытании на твердость по Виккерсу в качестве индентора используется либо алмазный конус с углом апекса конуса 120 градусов, либо шарик из закаленной стали диаметром Ø1,588 мм или Ø3,176 мм, а также заданная нагрузка.

Образец подвергается начальной нагрузке в 10 кгс и общей нагрузке в 60, 100 или 150 кгс.

После приложения полной нагрузки твердость определяется по разнице глубины вдавливания при снятии основной нагрузки с сохранением первоначальной нагрузки и глубины вдавливания при первоначальной нагрузке.

Твердость по Роквеллу

Для определения твердости по Роквеллу используются три различные испытательные силы и три различных индентора, что дает в общей сложности девять возможных комбинаций и соответствующие шкалы твердости по Роквеллу.

Эти девять шкал подходят для широкого спектра широко используемых металлических материалов.

Три наиболее часто используемые шкалы твердости Роквелла - HRA, HRB и HRC, причем HRC является наиболее распространенной.

Таблица часто используемых спецификаций испытаний на твердость по Роквеллу

Символ твердостиТип индентораОбщее испытательное усилие
F/N（kgf）		Диапазон твердостиПриложения
HRAАлмазный конус 120°588.4(60)20~88Твердый сплав, карбид, сталь с неглубокой закалкой и т.д.
HRBØ1.588 мм Закаленный стальной шар980.7(100)20~100Отожженная или нормализованная сталь, алюминиевый сплав, медный сплав, чугун
HRCАлмазный конус 120°1471(150)20~70Закаленная сталь, закалка и отпуск сталь, сталь глубокой закалки

Испытание на твердость по Роквеллу подходит для значений твердости в диапазоне 20-70HRC. Если твердость образца менее 20HRC, рекомендуется использовать шкалу HRB, так как чувствительность индентора снижается при увеличении давления на коническую часть.

Однако если твердость образца превышает 67HRC, рекомендуется использовать шкалу HRA, так как давление на кончик индентора может стать слишком большим, что приведет к повреждению алмаза и сокращению срока службы индентора.

Испытание на твердость по Роквеллу известно своей простотой, скоростью и минимальным вдавливанием, что делает его идеальным для проверки поверхности готовых изделий и более твердых и тонких заготовок.

Однако из-за небольшого углубления значение твердости может сильно колебаться для материалов с неоднородной структурой и твердостью, что делает его менее точным, чем тест на твердость по Бринеллю.

Тест на твердость по Роквеллу обычно используется для определения твердости таких материалов, как сталь, цветные металлы и цементированные карбиды.

Твердость по Виккерсу

Твердость по Виккерсу

Принцип измерения твердости по Виккерсу схож с принципом измерения твердости по Бринеллю.

Алмазный индентор в форме пирамиды с углом 136° используется для приложения заданного испытательного усилия F к поверхности испытуемого материала.

После определенного времени выдержки испытательное усилие снимается, и значение твердости рассчитывается как среднее давление на единицу площади поверхности правильной пирамидообразной вмятины, обозначаемое символом HV.

Формула HV

Измерение твердости по Виккерсу имеет широкий диапазон и позволяет измерять материалы с твердостью от 10 до 1000 HV. Вмятина имеет небольшой размер.

Этот метод измерения обычно используется для измерения тонких материалов и поверхностно-упрочненных слоев, образовавшихся в результате науглероживания и азотирования.

Твердость по Либу

Для определения твердости по методу Лееба используется прибор, оснащенный шариком из карбида вольфрама, который ударяется о поверхность испытуемого образца, а затем отскакивает. Скорость отскока зависит от твердости испытуемого материала.

На ударном устройстве установлен постоянный магнитный материал, который генерирует электромагнитный сигнал, пропорциональный скорости движения ударного тела. Этот сигнал преобразуется в значение твердости по Леебу с помощью электронной схемы, обозначаемой символом HL.

Твердомер Leeb - это портативный прибор, не требующий верстака. Его датчик твердости компактен и легко управляется рукой, что делает его пригодным для испытаний больших, тяжелых или сложных геометрических форм.

Одним из ключевых преимуществ твердомера Либа является то, что он приводит лишь к легкому повреждению поверхности, что делает его идеальным вариантом для неразрушающего контроля. Кроме того, это уникальный тест на твердость для всех направлений, узких мест и специальных деталей.

Испытание на твердость

Тест на твердость по Бринеллю измеряет твердость образца путем вдавливания стального шарика или алмазного конуса в поверхность образца и измерения глубины вмятины. Этот метод подходит для определения твердости таких материалов, как отожженная, нормализованная, закаленная и отпущенная сталь, чугун и цветные металлы.

Для измерения твердости по методу Роквелла используются специальные процедуры и небольшие инденторы, например, алмазные, что позволяет применять его для широкого спектра материалов.

Испытание на твердость по Виккерсу сохраняет преимущества испытаний по Бринеллю и Роквеллу, позволяя измерять материалы от очень мягких до очень твердых, а их результаты можно сравнивать.

В найденной мной информации нет подробного описания преимуществ и недостатков теста на твердость по Кнупу, но это один из методов статических испытаний, наравне с методами Бринелля, Роквелла и Виккерса.

Твердомер Вебстера в основном используется для проверки механических свойств профилей из алюминиевых сплавов, но он также подходит для таких материалов, как медь, латунь и низкоуглеродистая сталь.

Твердомер Баркола - это разновидность индентационного твердомера. В найденной мной информации нет четкого указания на его преимущества и недостатки.

Каждый метод определения твердости имеет свои особенности и область применения:

  • Испытание на твердость по Бринеллю подходит для различных материалов, особенно для отожженной, нормализованной, закаленной и отпущенной стали, чугуна и цветных металлов.
  • Тест на твердость по Роквеллу подходит для широкого спектра материалов, при этом для измерений используется меньший индентор.
  • Испытание на твердость по Виккерсу сочетает в себе преимущества испытаний по Бринеллю и Роквеллу, подходит для материалов от очень мягких до очень твердых, и их результаты можно сравнивать.
  • Испытание на твердость по Кнупу, как один из методов статических испытаний, подходит для различных материалов, но необходимо более глубокое понимание его специфики.
  • Твердомер Вебстера особенно подходит для проверки механических свойств профилей из алюминиевых сплавов, но может использоваться и для других материалов.
  • Твердомер Баркола, как индентационный твердомер, занимает важное место в испытаниях твердости материалов.

Твердомеры

  • Машина для испытания на твердость по методу Микро Виккерса

Серия HM:

Машина для испытания на твердость по методу Микро Виккерса

  • Машина для испытания твердости по Виккерсу
    Серия HV:
Машина для испытания твердости по Виккерсу

  • Машина для испытания на твердость по Роквеллу
    Серия HR:
Машина для испытания на твердость по Роквеллу

  • Портативный твердомер Лееба
    Серия HH:
Портативный твердомер Лееба

Как можно повысить твердость металлических материалов с помощью термообработки?

Твердость металлических материалов можно повысить с помощью термической обработки, используя несколько методов, в том числе:

Науглероживание и азотирование: Эти методы химико-термической обработки подразумевают введение в поверхностный слой металла атомов углерода (науглероживание) или активных атомов азота (азотирование). Это увеличивает содержание углерода или сопротивление истиранию поверхностного слоя металла, повышая тем самым твердость и износостойкость. Для науглероживания обычно используется древесный уголь, а для азотирования - активные атомы азота, разлагающиеся при нагревании из газообразного аммиака.

Закаливание: Для среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали твердость может быть повышена путем закалки. Закалка - это распространенный метод термической обработки, при котором сталь нагревается до соответствующей температуры, а затем быстро охлаждается для достижения более высокой твердости.

Изменение размера зерен и фазового состава: Термическая обработка влияет на твердость, изменяя размер зерна и фазовый состав металлического материала. Это может быть достигнуто с помощью таких механизмов, как упрочнение зернограничных растворов, упрочнение кристаллических растворов и упрочнение фазовых превращений.

Технология нанесения покрытия: Использование технологии нанесения покрытий в процессе термообработки металлических материалов позволяет предотвратить значительное повреждение структуры металла и достичь оптимальной твердости, что обеспечивает значительное улучшение результатов применения.

Реорганизация организационной структуры: Термическая обработка может повысить однородность и твердость материала за счет реорганизации организационной структуры и уменьшения или устранения неоднородности. Этот метод может быть реализован различными способами в зависимости от конкретных потребностей.

Формирование защитного слоя: Формирование тонкого защитного слоя на поверхности металлических материалов изменяет первоначальную структуру металла. По сравнению с традиционными методами закалки, этот подход эффективно повышает поверхностную твердость металла и обладает преимуществом простоты эксплуатации.

Рекомендуем вам:

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Категории сообщений

Вам также может понравиться
Мы выбрали их специально для вас. Читайте дальше и узнавайте больше!
Как много вы знаете о материале листового металла

Материал листового металла: Что нужно знать

Как листовой металл превращается из сырого материала в сложнейшие компоненты наших повседневных устройств? Эта статья погружает в увлекательный мир производства листового металла, исследуя такие материалы, как SPCC,...
Назовите тип металла

Назовите тип металла

Металлы делятся на черные и цветные, каждый из которых имеет уникальные свойства и применение. В этой статье мы рассмотрим характеристики, применение и интересные факты об этих металлах, от обычного железа до...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Поговорите с нами
ru_RU RU
ru_RU RU en_US EN ar AR de_DE DE es_ES ES fr_FR FR it_IT IT ja JA nl_NL NL pt_PT PT pt_BR PT_BR ko_KR KO
Вопросы и ответы Статьи Магазин
О сайте Связаться с Возврат и возврат
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.
Условия и положения Политика конфиденциальности
© 2024. Все права защищены.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.