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硬度計壓頭簡介 硬度計是如何工作的

時間:2020-08-05    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
硬度計壓頭簡介 

壓痕(indentation) 由于試驗力作用,壓頭(或壓針)壓入試樣表面而產(chǎn)生的變形; 

壓頭(indenter) 硬度計上壓入試件,具有規(guī)定開關(guān)的部件。有布氏、洛氏、維氏、努氏硬度壓頭等。 

硬度計壓頭分類 

1、標(biāo)準(zhǔn)壓頭(standard indenter) 按照國家檢定規(guī)程規(guī)定的,用于檢定標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的壓頭; 

2、工作壓頭(working indenter) 按照國家檢定規(guī)程規(guī)定的,用于測定試件或試樣硬度值的壓頭; 

3、硬度合金球壓頭(hard metals spherical indenter) 以碳化鎢為主要成分,具有一定直徑的球形壓頭; 

4、球壓頭(ball indenter) 由規(guī)定直徑的鋼球和壓頭體組成的壓頭; 

5、布氏硬度計壓頭(Brielle hardness indenter) 直徑為10、5、25、1mm 的鋼球或硬質(zhì)合金球壓頭; 

6、洛氏硬度計圓錐壓頭(Rockwell hardness conical indenter) 圓錐角為120度 ,頂端球面半徑為0.2mm 的金剛石圓錐壓頭。(適用于A、C、D 和N 標(biāo)尺); 

7、洛氏硬度計球壓頭(Rockwell hardness ball indenter) 直徑為1.588mm(適用于B、F、G 和J 標(biāo)尺)、3.175mm(適用于E、H 和K 標(biāo)尺)、6.35mm(適用于L 和M 標(biāo)尺)、12.7mm(適用于R 標(biāo)尺)的鋼球壓頭; 

8、維氏硬度計棱錐壓頭(Vickers hardness pyramid indenter) 兩相對面夾角為136度 的金剛石或工業(yè)寶石等,制成的正四棱錐壓頭; 

9、努氏硬度棱錐壓頭(Knoop hardness pyramid indenter) 相對棱夾角分別為172度30分和130度 的金剛石四棱錐壓頭; 

10、橫刃(ridge at the apex of the pyramid) 棱錐壓頭兩相對面的交線; 

11、肖氏硬度計壓頭(shore hardness indenter) 對稱沖頭。頂端球面半徑為1.0mm 的金剛石壓頭; 

12、壓針(indenter) 邵氏、韋氏、巴氏、國際橡膠等硬度計的壓頭。 

13、邵氏A硬度計 壓針(Shore A type indenter) 圓錐角為35度的截頭圓錐體,其頂端平面直徑為0.79mm ; 

14、邵氏D硬度計壓針(shore D type indenter) 圓錐角為30度,頂端球面半徑為0.1mm 的圓錐壓針; 

15、韋氏硬度計壓針(Webster hardness indenter) 圓錐角為60度的截頭圓錐體,其頂端平面直徑為0.4mm 。該壓針適用于鋁及鋁合金。頂端平面直徑為0.4mm 的圓柱體壓針,該壓針適用于軟鋼及硬鋁; 

16、巴氏硬度計壓針(Barcol hardness indenter) 圓錐角為26度的截頭圓錐體,其頂端平面直徑為0.157mm 的壓針; 

17、微型橡膠國際硬度壓針(micro hardness indenter in international rubber hardness degree) 直徑為0.395mm 的鋼球壓針; 

18、沖頭(hammer) 在肖氏和里氏等硬度計中,用來沖擊試件的部件; 

19、里氏硬度計沖頭(Leeb hardness hammer) 又稱沖擊體,由碳化鎢和金剛石制成。除E 型沖頭由金剛石制成,其他形式均由碳化鎢制成。有D、DC、D+15 、G、E、C 型六種,G 型球直設(shè)為5mm,其他型式球頭直徑為3mm。 硬度作為材料的一種性能,是表示固體表面上,在一個小的或很小的體積抵抗彈性變形、塑性變形的能力,是耐磨性能的一種表征。硬度計測試是檢查產(chǎn)品質(zhì)量以及確定合理加工工藝的重要手段,對機械及工程設(shè)計具有特別重要的意義。

硬度測量值不僅取決于材料本身的性質(zhì),同時也取決于測量方法和測量時的條件。不同的測量方法或相同的測量方法不同的測量條件,對于同一材料所測得的硬度值,其數(shù)值往往不同,甚至是不能相互比較的。

硬度的測量方法很多,按負(fù)荷性質(zhì)來分有靜力硬度試驗法(如布氏硬度計、洛氏硬度計、維氏硬度計、劃痕硬度等);動力硬度試驗法(如肖氏、手錘布氏硬度等)。

在靜力壓入試驗方法中,布氏硬度是應(yīng)用廣泛、使用歷史最長的硬度方法之一。該方法是用一定直徑的鋼球作壓頭,在一定靜負(fù)荷作用下,垂直壓入試樣表面,其硬度值維氏硬度與布氏硬度試驗方法相似,其區(qū)別在于維氏硬度試驗所用壓頭為面角136℃的正方形金剛石壓頭,其硬度值當(dāng)硬度值小于450時,HV=HB,當(dāng)硬度值大于450時,HBV,這就是由于布氏硬度所用鋼球產(chǎn)生了變形,造成測量結(jié)果的不準(zhǔn)確的緣故。而工程陶瓷是一種高硬度材料,用布氏硬度測定方法顯然是不適宜的。

洛氏硬度是以規(guī)定的鋼球或以錐角為120°頂端半徑為0.2或0.1mm的金剛石圓錐體為壓頭。該方法適用于各種軟、硬材料。

對工程陶瓷而言,目前較常用的方法是維氏硬度和洛氏硬度測定方法。洛氏硬度測定使用的負(fù)荷較大,易損壞壓頭,因此工程陶瓷硬度測定方法選用了小負(fù)荷維氏硬度測定方法。

維氏硬度計測定結(jié)果不僅取決于試樣的材料特性,同時與試驗條件密切相關(guān),因此在進(jìn)行測定時必須嚴(yán)格遵照有關(guān)各項規(guī)定。試驗條件包括試樣表面的制備加工,試驗負(fù)荷的選擇、負(fù)荷的施加速度、壓痕的測量等等,對其中任何一項的疏忽,都將導(dǎo)致試驗結(jié)果的失真。



    便攜式超聲波硬度計是利用超聲振動原理來測量硬度的一種新型智能儀器,主要用于測量金屬洛氏硬度(HRC)、維氏硬度(HV)、布氏硬度(HB),并帶有存儲功能,是目前便攜式硬度計中對工件表面無損傷的硬度計。


    適用對象:


    超聲波硬度計可現(xiàn)場適應(yīng)于細(xì)晶粒材料的任何形狀尺寸的工件,在電鍍、機械加工、汽車零部件、航空航天、石化、熱處理、模具、軸承、曲軸、齒輪、監(jiān)督檢驗和科研教學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用包括:


    電鍍層(如鏡面輥、鍍鉻輥、瓦楞輥、凹版、活塞桿及油缸、活塞環(huán)、造紙烘缸、鍍鉻零部件)、滲氮層、滲碳層、金屬薄片、小型零部件等其它便攜式硬度計不能測量的工件


    測量時要求表面無損傷、無壓痕的工件


    不易移動的大型工件或不易拆卸的零部件及特殊形狀的被測件


    測量原理:


    超聲波硬度計基于超聲接觸阻抗測量原理,也稱UCI (Ultrasonic contact Impedance)方法,在均勻的接觸壓力下,傳感器桿的諧振頻率隨試件的硬度而改變。


    探頭中的傳感器桿,一端和一個大質(zhì)量剛體固定在一起,另一端鑲有金剛石。


    當(dāng)壓頭被壓到工件上,在固定負(fù)荷作用下,對彈性模量相同的工件來說,硬度愈低,那么壓頭與工件表面的接觸面積愈大;


    從而阻尼傳感器桿的壓頭端的壓痕大小也愈大,于是此端振動幅度也愈小,諧振頻率就愈高,所以通過諧振頻率的變化,就可以確定工件硬度。







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