洛氏硬度与抗拉强度勃氏硬度之关系.docx
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洛氏硬度与抗拉强度勃氏硬度之关系
CH3-硬度試驗
硬度hardness
–冶金方面：
抵抗壓痕的能力
磨擦滑潤：
抵抗磨損的能力
設計者：
塑性流動應力之測量，或表現材料強度之能力
機械加工：
切削性的表現
硬度試驗分三類：
1.靜態壓入測試：
洛氏（Rockwell）、勃氏（Brinell）、維克氏（Vicker）．．．等
2.動態硬度測試：
蕭氏、橡膠硬度測試法–量測壓痕器之反跳高度
3.刮痕硬度：
莫氏（Mohs）硬度（10（鑽石）~1（滑石））
3-1勃氏（Brinell）硬度試驗
3-1-3設備
一.勃氏硬度試驗機（圖3-1（A）、（B））
二.壓痕器
（1）硬鋼球：
用於硬度值450以下
（2）合金鋼球：
用於硬度值650以下
三.標準硬度塊
以HB450、400、350、300、250、229、220、180、150、125、100為一組
四.計測顯微鏡（圖3-2）
3-1-4實驗原理
1900J.A.Brinell（瑞典人）所發表
在硬材料為30sec–荷重作用時間
在軟材料為60sec–荷重作用時間
勃氏硬度
（其中A為壓痕之球面表面積）
.
1.直徑5mm鋼球荷重750kgf，得硬度值285
→HBS（5/750）285
2.直徑10mm超硬合金3000kg-f，得硬度值745
→HBW745
3.直徑5mm鋼球750kgf，得硬度值302
→HB（5/750）302
4.直徑10mm超硬合金3000kg-f，得硬度值311
→HB311
註：
值小於320，則僅用HB表示即可
經驗公式︰
（1）鋼：
1.TS（tensilestrength）抗拉強度（kgf/mm2）=*HB（asHB<175）
2.TS（kgf/mm2）=*HB（asHB>=175）
（2）鑄鐵：
TS（kg-f/mm2）=
（3）C%=
3-2洛氏硬度試驗（RockwellS.P.美國，1919發表）
3-2-3設備
一﹒洛氏硬度試驗機，圖3-8
二﹒壓痕器
（1）鑽石圓錐壓痕器，頂角120度，圖3-9
（2）鋼珠球壓痕器，直徑1/16〞，（1.5875mm），之鋼球
三﹒標準硬度塊，圖3-10
四﹒各式砧座及夾具圖3-11圖3-12
3-2-4實驗原理
由圖所發表
2.HRC：
洛氏C硬度，壓痕器為讚石圓錐，荷重150kgf–對淬火鋼等硬質材料
HRB：
洛氏B硬度，壓痕器為小硬鋼球，荷重100kgf
3.▲HRC=
（其中為刻度盤之1刻度，h:
除去大荷重只留下小荷重時之壓痕深度）
▲HRB=
4.硬度表示法如表3-8所示。
假如無特別指定，硬度直以整數表示（小數以下四捨五入）。
但A、C、N尺度時，硬度50以上者，把小數第一位予以2捨3入後，用為單位表示他。
13.
為考慮試驗面硬度之不均勻，將其分為等面積之3環9格，如圖3-15所示，硬度測試時，選取9格中相離之3格，每格內各測定1點1循環，第2循環則另選第1循環以外之3格，以此類推，餘下之3格為第3循環。
圖內之編號1、2、3分別為第1循環，第2循環及第3循環，逐序測定之，原則上作3點1循環之測定。
補充資料
洛氏硬度與抗拉強度勃氏硬度之關係：
（1）
TS（kgf/mm2）=
（asHRB≦90）
TS（kgf/mm2）=
（as90TS（kgf/mm2）=
（asHRC<10）
TS（kgf/mm2）=
（as10TS（kgf/mm2）=
（asHRC>40）
（2）HB與HR換算
HB=
（as40≦HRB≦100）
HB=
（asHRC<40）
HB=
as（40≦HRC≦70）
3-3維氏硬度（Vickers）
—用顯微鏡取壓痕大小（像勃氏）
—用鑽石壓痕器（與洛氏同，惟形狀不同）
—小負荷，1kgf~50kgf
3-3-3實驗設備
1.維氏硬度試驗機（圖3-18）
2.標準硬度塊
3.壓痕器：
鑽石正方錐壓痕器相對面夾角136。
±0。
30’
Range=HV=5（極軟）~1500（極硬）
3-3-4實驗原理
1.1925英國與所發表，於1930開始發現其有利於測定氮化鋼的表面硬化層之硬度，才被廣泛用於工業界。
2.壓痕器對面角為136。
與Brinellhardness（勃氏）有關，Brinell中d=~，daverage=。
3.VickersHardness
▲HV=P/A=
P：
荷重（kg-f）
A：
壓痕表面積（mm2）
d：
壓痕之平均對角線長度（mm）
θ=對角線夾角136。
d=
=
4.試片厚度>
5.若試驗面為曲面需修正式
=H0-H（其中H0為平面硬度，H球面硬度）
補充資料：
1.與各硬度值之關係：
（1）HB=，當使用鋼球，且HN=200~400
HB=，當使用碳化鎢球，且HV=200~700
（2）
（3）
2.
3.
3-4微小硬度試驗
—量測滲碳及滲氮等表面硬化層
—量測鍍金屬、火焰硬化層、高週波淬火硬化層之金屬單結晶粒界及碳化物等
—可量測小零件，薄材料‧‧‧‧切割工具之尖端
3-4-3實驗設備
1.微小硬度試驗機（圖3-27）
2.光學測微計（圖3-28
（1））
3.微小硬度壓痕器（圖3-28（3）、（4）、（5））
4.標準硬度塊
5.夾具及砧座
6.荷重與壓痕大小
3-4-4實驗原理
（1）微小維氏硬度（HMV）
HMV=
（其中p=g，d=μ）
（2）克諾普硬度（HK），與維氏不同角度之四角錐形，
3-5蕭氏硬度試驗Shore
—速度快，500件/小時
3-5-3實驗設備
一.蕭氏硬度試驗機
二.標準硬度塊
三.V型塊
3-5-4實驗原理
1.1906美國.Shore所發現的。
乃動態硬度試驗之代表。
硬度高，衝擊壓痕淺，消耗能量少，殘餘能量大，高的反跳高度。
▲
2.硬度決定基準：
HS100，淬火硬化之高碳鋼為試片，C型試片機，h0=254mm，havg=165.1mm
3.此法僅能比較同種材料（即彈性能相同者）支硬度。
4.易發生誤差，因錘之損傷，及計測筒之污染。
應常用硬質及軟質之標準硬度塊檢查。
每硬塊錘五次，其十次最大值與最小值之差，不得超過：
（1），asHS80↑
（2），asHS70↓
否則應檢查鑽石之狀況。
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