首页/文章/ 详情

有关材料硬度,你知道多少?

7月前浏览2631

本文摘要:(由ai生成)

硬度是材料抵抗局部变形能力的衡量标准,对于机械制造中的刀具、量具、模具等至关重要。硬度测试有多种类型,包括布氏、维氏、努氏和洛氏硬度。硬度试验机操作简便,能直接在材料或零件表面进行测试。选择合适的测试方法对满足应用要求至关重要。硬度值之间可通过特定公式换算,便于不同测试标准间的比较和转换。这些换算公式有助于提高机械制造行业的效率和准确性。

   

机械制造中所用的刀具、量具、模具等,都应具备足够的硬度,才能保证使用性能和寿命,今天小编就和您聊一聊「硬度」相关的话题。

硬度是衡量材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。通常,材料越硬,其耐磨性越好,比如齿轮等机械零部件会要求有一定的硬度,以保证足够的耐磨性和使用寿命。

硬度的类型

   
硬度的种类/点击查看大图    
如上图,硬度原来有这么多种类型...今天为您介绍一下金属硬度中常见的、实用的压痕硬度试验。    

硬度的定义        

1、布氏硬度/Brinell Hardness          
布氏硬度(符号HB)试验方法,在已成公认规格的硬度中,是最早被开发总结出来的一种方法,它促成了其他硬度试验方法的出现。    
   
布氏硬度试验的原理为:压头(钢球或硬质合金球、直径Dmm)施加试验力F,试样打压后,提升压头留下的凹部直径d(mm)中计算出球压头与试样的接触面积S(mm2),除试验力而得出的值。压头为钢球时的符号为HBS、硬质合金球时为HBW。k是常数(1/g= 1/9.80665 = 0.102)。    
   
2、维氏硬度 /Vickers Hardness        
维氏硬度(符号HV)是可以用任意试验力进行试验的应用范围最为广泛的试验方法,特别在9.807N以下的微小硬度领域的应用非常多。    
   
维氏硬度是将试验力F(N)除以标准片与压头之间的接触面积S(mm2)所得的值,该面积根据在试验力F(N)下通过压头(四方锥金刚石,相对面角=136˚)在标准片上形成的压痕的对角线长度d(mm,两个方向长度的平均值)计算。k为常数(1/g=1/9.80665)。    
   
3、努氏硬度/Knoop Hardness          
努氏硬度(符号HK)如以下公式所示,是通过将试验力除以压痕投影面积A (mm2)所计算的值,该面积根据在试验力F通过按压长菱形金刚石压头(相对边角为172˚30'和130˚)在标准片上形成的压痕的较长对角线长度d (mm)计算。    
努氏硬度也可以通过将显微硬度试验机的维氏压头替换为努氏压头来测量。      
   
   
4、洛氏及表面洛氏硬度  Rockwell Hardness          
洛氏硬度(符号HR)或洛氏表面硬度的测量之前,需先使用金刚石压头(尖端锥角:120˚,尖端半径:0.2mm)或球形压头(钢球或硬质合金球)向标准片施加预加载力,然后施加试验力,并恢复预加载力。    
   
该硬度值由硬度公式得出,该公式以预加载力和试验力之间的压痕深度h(μm)之差表示。洛氏硬度测试使用98.07N的预加载力,洛氏表面硬度测试则使用29.42N的预加载力。结合压头类型、试验力和硬度公式一起提供的特定符号被称为标尺。日本工业标准(JIS)定义了各种相关硬度标尺。    
   
硬度试验机操作比较简单迅速, 可直接在原材料或零件表面上测试,因此被广泛应用。    

硬度试验方法的选择指南,供您参考:    

硬度选择指南        
   
   
   

硬度选择换算        

1.努氏硬度与维氏硬度的换算    
(1)以相同硬度的物体对努氏维氏两种压头具有相等的抗力为依据,分别对维氏努氏两种压头在加载荷下的应力进行推导,再根据σHK=σHV得出:HV=0.968HK。本公式是在低载荷下测得,误差比较大。此外在硬度值大于HV900时此公式误差很大,失去参考价值。    
(2)经过推导与修正提出努氏硬度与维氏硬度的换算公式为    
   
经实际数据验证,该公式的最大相对换算误差为0.75%,具有较高的参考价值。    


2.洛氏硬度与维氏硬度的换算    
   
(1)对Hans·Qvarnstorm提出的The Qvarnstorm换算公式    
   
进行修正后得出洛氏硬度与维氏硬度的换算公式为:    
   
此公式用我国公布的黑色金属硬度标准数据进行换算,其HRC误差基本上在±0.4HRC 范围内,其最大误差也仅士0.9HRC,计算的HV误差最大为±15HV。    
(2)根据不同压头所受应力σHRC=σHV,通过对洛氏硬度与维氏硬度压痕深度关系曲线的分析得出公式    
   
本公式与国家标准实验换算值对照,换算式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。    
(3)根据实际的实验数据利用线性回归的方法对洛氏硬度与维氏硬度的换算进行探讨,得出公式:    
   
本公式使用范围小,误差较大,但计算简便,在对精度要求不高时可以使用。    
3.洛氏硬度与布氏硬度的换算    
(1)对布氏压痕和洛氏压痕深度关系进行分析,根据压头的应力σHRC=σHB得出换算公式    
            
计算结果与国家标准实验值对照,换算式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。    
(2)根据实际实验数据用线性回归法得到公式    
   
公式误差偏大,使用范围偏小,但计算简便,在对精度要求不高的情况下可以使用。    
4.布氏硬度与维氏硬度的换算    
布氏硬度与维氏硬度的关系,同样根据σHB=σHV得出公式    
   
此公式换算结果与国家标准换算值对照,换算误差为±2HV。    
5.努氏硬度与洛氏硬度的换算    
因为努氏硬度与洛氏硬度的对应曲线类似于抛物线,故由曲线得出近似的换算公式为    
   
此公式比较精确,可以作为使用参考。    

-End-


免责声明:本文系网络转载或改编,仅供学习,交流所用,未找到原创作者,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删。


来源:非标机械专栏

材料试验模具
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-04-29
最近编辑:7月前
非标机械专栏
签名征集中
获赞 178粉丝 52文章 1208课程 0
点赞
收藏
作者推荐

机械厂里常说的QC、IQC、IPQC、QA,是什么?

本文摘要:(由ai生成)QC和QA是质量管理的两大关键部分,QC关注产品质量检验,如来料、制程、成品和出货检验,确保不合格品不投入、不转序、不出厂。而QA则通过建立和维护质量管理体系预防质量问题,包括体系工程师、SQE、CTS等角色,不仅解决问题还制定预防和解决方案。两者都需验证,QC侧重事后检验,QA侧重事先预防。两者共同确保产品满足或超越顾客要求,是质量保障的重要支柱。QC Quality Control,品质控制,产品的质量检验,发现质量问题后的分析、改善和不合格品控制相关人员的总称。一般包括:IQC(Incoming Quality Control,来料检验) IPQC(In-Process Quality Control,制程检验) FQC(Final Quality Control,成品检验) OQC(Out-going Quality Control,出货检验) QC所关注的是产品,而非系统(体系)这是它与QA主要差异,目的与QA是一致的,都是“满足或超越顾客要求。”QA Quality Assurance,品质保证,通过建立和维持质量管理体系来确保产品质量没有问题。一般包括体系工程师,SQE(Supplier Quality Engineer:供应商质量工程师),CTS(客户技术服务人员),6sigma工程师,计量器具的校验和管理等方面的人员。QA不仅要知道问题出在哪里,还要知道这些问题解决方案如何制订,今后该如何的预防,QC要知道仅仅是有问题就去控制,但不一定要知道为什么要这样去控制。打个不恰当的比方, QC是警察,QA是法官,QC只要把违反法律的抓起来就可以了,并不能防止别人犯罪和给别人最终定罪,而法官就是制订法律来预防犯罪,依据法律宣判处置结果。总结说明一下,QC:主要是事后的质量检验类活动为主,默认错误是允许的,期望发现并选出错误。QA主要是事先的质量保证类活动,以预防为主,期望降低错误的发生几率。 02 QC是为使产品满足质量要求所采取的作业技术和活动,它包括检验、纠正和反馈,比如QC进行检验发现不良品后将其剔除,然后将不良信息反馈给相关部门采取改善措施。因此QC的控制范围主要是在工厂内部,其目的是防止不合格品投入、转序、出厂,确保产品满足质量要求及只有合格品才能交付给客户。QA是为满足顾客要求提供信任,即使顾客确信你提供的产品能满足他的要求,因此需从市场调查开始及以后的评审客户要求、产品开发、接单及物料采购、进料检验、生产过程控制及出货、售后服务等各阶段留下证据,证实工厂每一步活动都是按客户要求进行的。QA的目的不是为了保证产品质量,保证产品质量是QC的任务。QA主要是提供确信,因此需对了解客户要求开始至售后服务的全过程进行管理,这就要求企业建立品管体系,制订相应的文件规范各过程的活动并留下活动实施的证据,以便提供信任。这种信任可分为内外两种:外部的即使客户放心,相信工厂是按其要求生产和交付产品的;内部是让工厂老板放心。因为老板是产品质量的第一责任人,产品出现质量事故他要负全部责任,这也是各国制定产品质量法律的主要要求,以促使企业真正重视质量,因此老板为了避免承担质量责任,就必须以文件规范各项活动并留下证据。但工厂内部人员是不是按文件要求操作,老板不可能一一了解,这就需要QA代替他进行稽核,以了解文件要求是否被遵守,以便让老板相信工厂各项活动是按文件规定进行的,使他放心。因此QC和QA的主要区别是:前者是保证产品质量符合规定,后者是建立体系并确保体系按要求运作,以提供内外部的信任。同时QC和QA又有相同点:即QC和QA都要进行验证,如QC按标准检测产品就是验证产品是否符合规定要求,QA进行内审就是验证体系运作是否符合标准要求,又如QA进行出货稽核和可靠性检测,就是验证产品是否已按规定进行各项活动,是否能满足规定要求,以确保工厂交付的产品都是合格和符合相关规定的。03 QC最重要的职责在于对制成品(主要包括Raw material,in-process goods,finish goods,In-process audit)的监控,侧重于通过Sample Inspection来Detect defect。QC有IPQC与IQC之分,IPQC:IN PROCESS QUALITY CONTROL 过程质量控制IQC: IN COME QUALITY CONTROL 进料质量控制其职责如下:IPQC职责: 1 .对生产过程中的产品进行检验,并作好记录 2 .根据检验记录填写检验报告 3 .对检验发现的问题提出改善对策 IQC职责: 1 .严格按检验标准检验原材料 2 .如实填写检验记录表 3 .检测设备的维护、保养 4 .原材料异常的呈报 5 .原材料的标识 6 .负责对货仓物料员检验报告的签收 7 .对生产线投诉的物料质量问题,要负责对货仓库存物料进行重新检查 QA是质量监督/监控 1 . 负责本部门全面工作,组织实施GMP有关质量管理的规定,适时向企业领导提出产品质量的意见和改进建议。2 . 保证本企业产品是在符合GMP要求下生产的。3 . 对全企业有关质量的人和事负监督实施、改正及阻止的责任。4 . 对有利于生产配置的指令在本部门的指定人员审核签署后进行复核批准。5 . 对检验结果进行复审批准。6 . 对新产品研制、工艺改进的中试计划及结论进行审核。7 . 审核上报药品监督管理部门的有关技术、质量书面材料。8 . 审定批记录,作出成品是否出厂的结论。9 . 负责组织制定原辅料、包装材料的质量标准和其他文件。10 . 审核不合格品处理程序。11 . 因质量管理上的需要,会同有关部门组织编写新的技术标准或讨论修正技术标准。12 . 审核各产品的生产工艺规程和批生产记录、批包装记录,决定成品发放。13 . 处理用户投诉的产品质量问题,指派人员或亲自回访用户。对内召开会议,会同有关部门就质量问题研究改进,并将投诉情况及处理结果书面报告企业负责人。14 . 定期(至少每年一次)会同总工办、生产部对企业进行全面GMP检查,并将检查情况及时报告企业负责人。 机械设计的内容讲解到此结束,欢迎各位进行补充。 -End-免责声明:本文系网络转载或改编,仅供学习,交流所用,未找到原创作者,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删。来源:非标机械专栏

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈