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洛氏硬度试验及处理对钢的影响

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硬度测试是一个简单而相对便宜的测试。它比拉伸试验更快、更少破坏性, 被认为是最有价值的机械测试之一, 可供工程师使用。

硬度测试值是经验, 但结果提供了一个非常好的相关性与材料强度在广泛的材料。在硬度测试中应用已知的力时, 材料经受的塑性变形量决定硬度值。

在罗克韦尔式测试中, 各种尺寸和形状的加载平头测量硬度。在本实验中, 我们将用洛氏硬度试验测量和比较未经处理的和热处理的钢的硬度。

几种常用的测量金属硬度的方法包括布氏、维克斯、努氏和洛氏硬度的 BNC。这些方法中的每一种都利用了一个弹体, 无论是在球体的形状, 锥, 还是钻石金字塔。

压痕被制成金属表面, 并显示硬度读数。在这个列表中, 洛克韦氏硬度测试是最受欢迎的结构钢。标准的手动洛克韦氏测试仪由一个杠杆系统来应用负载和模拟读数显示硬度数。

在典型的罗克韦尔试验中, 通过应用初步载荷和测量初始穿透深度, 建立一个零点来计算表面的变化。接下来, 主要负载应用于压。最后, 对负载进行了去除, 并测量了最终穿透深度。机器顶部的刻度盘使用两个值之间的差异来显示洛氏硬度值。材料越硬, 压渗透的越少, 就会产生更高的洛氏硬度值。因此, 罗克韦尔 B 和洛克韦氏 C 硬度的值是根据穿透深度而定的, 因此测试机器经常使用校准测试块对特定硬度范围进行校准。

罗克韦氏硬度测试可用于评估材料的强度如何通过热处理或冷轧等工艺改变。冷轧往往导致更强, 更硬的材料。热处理可以通过加热使材料变得较软, 而通过淬火, 结构更加坚硬。

例如, 在端淬端淬火试验中, 圆柱形试样均匀加热。一端用水流淬火。从淬火端到熄灭端的试样长度的变化可以在硬度值中看到, 这是微观结构变化的代表。

在下一节中, 我们将测量钢端淬端淬火试验试样长度的硬度, 观察用洛氏硬度试验从未经处理的热处理钢过渡。

在开始之前, 请熟悉测试机器。铁砧, 可以由绞盘手轮上升或降低, 支持一个样品在可互换的压之下。

使用机器侧面的选择器选择测试负载, 并通过将负载拉杆从卸载位置转向加载位置来应用。正确的预加载和最终测量是使用机器顶部的刻度表来确定的。

在插入测试标本之前, 确认是否安装了洛克韦尔 C 金刚石锥压, 测试负载设置为150公斤。在机器上用平坦的表面对铁砧进行保护。对于这个演示, 我们将使用端淬端淬火试样, 经过水冷处理。

将负载拉杆移至卸荷位置, 然后抬起铁砧使试样靠近压。调整标本的位置, 使压是1/16 英寸从年底。当位置正确时, 重新保护试样, 使其在测试期间不会移动。现在, 再次提高样品, 直到前表盘上的针开始轻微移动, 表明与压的接触已经建立。

应用预负荷, 继续缓慢提高标本, 直到表盘上的针已完成三全轮。当针完成第三个转弯时停止。调整刻度盘的外圈, 使初始读数为零。然后将负载拉杆移至加载位置以应用测试负载。当负载被应用时, 针将会满足一个新值。等待, 直到它停止移动, 然后将负载拉杆移回卸载位置。

从刻度盘上记录下洛克韦氏 C 硬度, 然后降低铁砧, 将样品从压中移开。按照试样的长度重复这个测试。ASTM-A255 指南规定, 读数应以1/16 英寸的间隔为前半英寸和在1/8 英寸的间隔为下半英寸。

绘制试样的洛氏硬度作为沿试样位置的函数。硬度明显降低, 因为距离淬火结束增加。

采用洛氏硬度试验表明, 由于冷却速度的影响, 材料内部结构的变化对材料的硬度有很强的作用, 这反过来又表明了材料的强度。

既然你很欣赏硬度测试的易用性, 让我们来看看它是如何应用于确保日常产品的质量。

硬度值可以很容易地转换为强度值, 使用从经验公式派生的图表。正如预期的, 软材料具有较低的强度值和更硬的材料有较高的强度值。正因为如此, 硬度值可以用来代替更昂贵的拉伸测试来预测我们每天使用的东西的强度。

只是环顾四周的后院烧烤, 你会看到许多产品, 被认为是安全的, 由于硬度测试。金属草坪椅, 炉排在广泛的温度范围, 硬化钢刀, 和金属池梯子在水生条件。所有这些都有可能进行硬度测试, 以确保消费者安全。

你刚刚看了朱庇特对洛克韦氏硬度测试的介绍。你现在应该明白为什么硬度测试是常用的, 如何进行硬度测试, 以及如何分析得到的结果。

谢谢收看!

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