硬度檢測能成為力學(xué)性能試驗中*常見的一種方法,是因為硬度檢測的結(jié)果在一定條件下能敏感的反應(yīng)出材料在化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和處理工藝上的差異。這種方法在檢查原材料、監(jiān)督熱處理工藝正確性以及在研究固態(tài)變相過程和研究新材料、新合金中被廣泛地加以利用。
例如,在鋼鐵材料中,當(dāng)馬氏體形成時,由于溶入過飽和的碳原子而增大了晶格畸變,增加了位錯密度,從而顯著降低了塑性變形能力。這就是馬氏體具有高硬度的主要原因。顯然含碳量愈高,這種畸變程度愈大,則硬度也愈高。不同含碳量的鋼在淬火后,硬度值與馬氏體量及其碳含量間在很大范圍內(nèi)有良好的應(yīng)對關(guān)系。淬火鋼回火后的硬度取決于回火溫度及保溫時間。回火溫度愈高,保溫時間愈長,硬度愈低。因此可以利用硬度試驗研究鋼的相變和作為檢驗鋼鐵熱處理效應(yīng)的手段。金屬的硬度隨冷加工變形程度的增大而提高,又隨退火而使材料發(fā)生恢復(fù)再結(jié)晶的程度的增加而降低。時效強化型合金硬度與采用的各種熱處理工藝所引起的組織變化有關(guān)。在研究金屬焊接結(jié)構(gòu)時,可利用硬度試驗法確定
焊接結(jié)構(gòu)時,可利用硬度試驗法確定焊縫產(chǎn)生淬硬傾向以及熱影響區(qū)范圍。利用表面洛氏和輕負(fù)荷維氏硬度等試驗法可測定表面熱處理強化效果及硬度梯度,表面強化層或滲層的深度。顯微硬度試驗法是金相分析方法的補充,除開用作測量微組織中相的硬度外,還有廣泛的其他用途。又如,材料在高溫或低溫下使用,可以通過高溫或低溫硬度的測定來判斷適用性。總之,硬度試驗方法的應(yīng)用非常廣泛的。
硬度試驗方法的特點是經(jīng)檢測后的制件不被破壞,留在制件表面上的痕跡很小,在大多數(shù)情況下對制件使用無影響,可視為無損檢驗。對于重要的產(chǎn)品可以逐個進行檢查,如一些熱處理后的磨具、工具,工藝文件上都僅要求作硬度檢測。
硬度檢測設(shè)備簡單,易于掌握。不僅可以在固定的儀器上進行,而且還有便攜式的小型硬度計,在生產(chǎn)線或特大件上進行檢測。
硬度檢測有很高的工作效率,如洛氏硬度測定在同類的零件上一小時可測得120個以上數(shù)據(jù)。自動洛氏測定,每小時可達1000次。
在我國機械制造工業(yè)中,硬度檢測法常用于*終熱處理效應(yīng)檢查。實際上,硬度檢測法在工藝管理和生產(chǎn)過程中進行質(zhì)量控制也是非常重要的一種手段。如對未經(jīng)熱處理的一些制件,為避免混料,錯料,應(yīng)進行硬度檢測。在加工過程中,為避免切削或磨削加工量過大而引起退火造成性能改變,亦應(yīng)用硬度檢測加以監(jiān)管。因此,科學(xué)合理地應(yīng)用硬度檢測方法,很值得重視。
由于金屬硬度和與強度之間有一定的應(yīng)對關(guān)系,使硬度檢測具有更廣泛的實用意義。
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