1.3 金属材料的硬度（课件）·高一《金属加工基础》同步精品课堂(机工版·第2版）

《金属加工基础》 机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第一单元 金属材料的力学性能 模块三 金属材料的硬度 知识目标 了解金属材料硬度的概念、常用的硬度测试方法。 能力目标 熟悉常用的硬度测试方法的使用范围。 情感目标 了解不同硬度测试方法的实际应用，能分析和运用到实际生活中。 三维目标 导入情景 01 思考： 什么是金属材料的硬度？如何对硬度进行测量？ 新知学习 02 一、硬度 1.定义： 硬度是金属材料抵抗外物压入的能力。它直接反映金属材料的软硬程度，也反映金属材料的耐磨性和切削加工性。 新知学习 02 一、硬度 布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度 常用硬度试验方法 ｛ 新知学习 02 一、硬度 硬度是一项综合力学性能指标，可以反映出材料的强度和塑性。在工程技术和机械生产方面，常在零件图上标注出相应的硬度指标，并将其作为零件生产和验收的主要依据之一。 一般来说，材料的硬度值越高，零件的耐磨性越好。 新知学习 02 布氏硬度 定义：布氏硬度是用一定直径的硬质合金球，以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径d(mm), 然后根据压痕直径d计算其硬度值的方法。 布氏硬度值是用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力来表示的。试验时只要测量出压痕直径d，便可通过查布氏硬度表得出HBW值。 新知学习 02 布氏硬度 HBW 执行标准： GB/T231.1—2009 标准，本标准规定的布氏硬度试验范围上限为650HBW。 符号： HBW a) 压头压入试样 b)卸载后残留压痕 布氏硬度试验原理图 新知学习 02 布氏硬度 HBW 结果表示：布氏硬度值标注在硬度符号 “HBW” 前面。除了保持时间是10～15s 的试验条件外，在其他条件下测得的硬度值，均应在符号 “HBW” 后面用相应的数字写明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。 例如：350HBW10/1000/30表示，用直径D=10mm的硬质合金球，在1000kgf(9.807kN)试验力的作用下，保持30s所测得的布氏硬度值是350。 460HBW5/750 表示，用直径 D=5mm的硬质合金球，在750kgf (7.355kN) 试验力的作用下，保持10～15s测得的布氏硬度值是460。 新知学习 02 布氏硬度 HBW 优点：布氏硬度反映的硬度值比较准确，数据的重复性强。 局限：由于其压痕较大，对金属材料表面的损伤较大。 应用：不宜用来测定太小或太薄的试样。 通常，布氏硬度适合于测定非铁金属、铸铁 及经退火、正火、调质处理后的各类钢材。 新知学习 02 新知学习 02 洛氏硬度 定义：洛氏硬度是以锥角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.5875mm 的球(淬火钢球或硬质合金球)压入试样表面，根据试样残余压痕深度的增量来衡量试样硬度的大小。 残余压痕深度h的增量越小，金属材料的硬度越高。 新知学习 02 洛氏硬度 执行标准： GB/T230.1—2009 标准。 符号： HRA、 HRB 、HRC等 洛氏硬度试验原理图 新知学习 02 洛氏硬度 结果表示：洛氏硬度计采用不同的压头和载荷，并对应不同的硬度标尺，每种标尺由一个专用字母表示，标注在符号 “HR”后面，如HRA 、HRB、HRC等。 不同标尺的洛氏硬度值之间没有直接的换算关系。测定的硬度数值写在符号 “HR” 的前面，符号 “HR” 后面写使用的标尺， 如：45HRC 表示用 “C” 标尺测定的洛氏硬度值为45。 新知学习 02 硬度符号 压头材料 总试验力F/(N/kgf) 硬度测试范围 应用举例 HRA 120°金刚石圆锥 588.4/6 20~88 硬质合金、碳化物、浅层表面硬化钢 HRB φ1.5875mm的淬火钢球或硬质合金球 980.7/10 20～10 非铁金属、铸铁、经退火或正火的钢 HRC 120°金刚石圆锥 1471.0/150 20～70 淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢 常用洛氏硬度的试验条件、硬度测试范围和应用举例 注：采用淬火钢球压头测定的硬度值，需在硬度符号HRB后面加“S”;采用硬质合金球压头测定的硬度值，需在硬 度符号HRB后面加 “W”。 新知学习 02 洛氏硬度 优点：操作简便，压痕小，对试样表面的损伤小，硬度值可以直接从试验机上读出。 局限：由于压痕小，硬度值的准确性不如布氏硬度高，数据的重复性较差。因此，在测试洛氏硬度时，需要至少测取三个不同位置的硬度值，然后计算这三处硬度的平均值作为被测材料的硬度值。 应用：主要用于直接检验成品或半成品的硬度，特别适合检验经过淬火 的零件。 新知学习 02 维氏硬度 定义：用正四棱锥形压痕单位表面积上承受的平均压力表示的硬度值。 它以面夹角为136