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1、 管材的硬度分类金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。A、布氏硬度(HB)用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F )压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L) 。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以 HBS(钢球)表示,单位为 N/mm2(MPa)。其计算公式为:式中:F- 压入金属试样表面的试验力,N;D-试验用钢球直径,mm;d-压痕平均直径,mm。测定布氏硬度较准确可靠,但一般 HB
2、S 只适用于450N/mm2(MPa )以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径 d 来表示该材料的硬度,既直观,又方便。举例:120HBS10/1000130:表示用直径10mm 钢球在 1000Kgf(9.807KN )试验力作用下,保持30s(秒)测得的布氏硬度值为120N/ mm2(MPa) 。B、洛氏硬度(HK )洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压痕的深度。即,在初邕试验力(Fo)及总试验力(F)的先后作用下,将压头(金钢厂圆锥体或钢球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量的残余
3、压痕深度增量(e )计算硬度值。其值是个无名数,以符号 HR 表示,所用标尺有 A、B 、C、D 、E、F、G、H、K 等9 个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为 A、B、C ,即 HRA、HRB、HRC。硬度值用下式计算:当用 A 和 C 标尺试验时, HR=100-e 当用 B 标尺试验时,HR=130-e 式中 e-残余压痕深度增量,其什系以规定单位0.002mm 表示,即当压头轴向位移一个单位( 0.002mm)时,即相当于洛氏硬度变化一个数。e 值愈大,金属的硬度愈低,反之则硬度愈高。上述三个标尺适用范围如下:HRA(金刚石圆锥压头)20-88HRC(金刚石圆锥压头) 20-7
4、0HRB(直径1.588mm 钢球压头)20-100洛氏硬度试验是目前应用很广的方法,其中 HRC 在钢管标准中使用仅次于布氏硬度 HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料,它弥补了布氏法的不是,较布氏法简便,可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小,故硬度值不如布氏法准确。 C、维氏硬度(HV)维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,是将一个相对面夹角为1360 的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力( F)压入试验表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量压痕两对角线长度。维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商,其计算公式为:式中:HV-维氏硬度符号,N/mm2(MPa);F-试验
5、力,N;d- 压痕两对角线的算术平均值,mm。维氏硬度采用的试验力 F 为5(49.03) 、10(98.07) 、20(196.1 ) 、30(294.2)、50 (490.3) 、100(980.7 )Kgf(N)等六级,可测硬度值范围为51000HV。表示方法举例:640HV30/20表示用30Hgf(294.2N )试验力保持20S(秒)测定的维氏硬度值为640N/mm2(MPa)。维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点,而克服了它们的基本缺点,但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很少用。洛氏硬度中 HRA、HRB、HRC 等中的 A、B、C 为三
6、种不同的标准,称为标尺 A、标尺 B、标尺 C。洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一,三种标尺的初始压力均为98.07N(合 10kgf),最后根据压痕深度计算硬度值。标尺 A 使用的是球锥菱形压头,然后加压至588.4N( 合60kgf);标尺 B 使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头,然后加压至980.7N( 合100kgf);而标尺 C 使用与标尺 A 相同的球锥菱形作为压头,但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺 B 适用相对较软的材料,而标尺 C 适用较硬的材料。实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。