岩石硬度划分

岩石硬度划分的方式 ,方法 岩石硬度划分几个等级 每个等级名称 和特性

早在1822年,Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体,这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级:1)滑石 2)石膏 3)方解石 4)萤石 5)磷灰石 6)正长石 7)石英8)黄玉 9)刚玉 10)金刚石各级之间硬度的差异不是均等的,等级之间只表示硬度的相对大小。试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法  硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标,它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力,也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念,而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等)、划痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及显微硬度、高温硬度等多种方法。 布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\HBW)(参照GB/T231-1984),生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质得刚健,以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。 洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种,它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小,可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。维氏硬度以HV表示(参照GB/T4340-1999),测量极薄试样。1、钢材的硬度 :金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同, 常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广,HRC适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度计,测量方便,利用冲击球头冲击硬度表面后,产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ VA(冲击速度)。 便携式里氏硬度计用里氏(HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度; 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为:以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
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第1个回答  2013-04-23
硬度是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力,或者抵抗其中两种或三种情况同时发生的能力,是材料的一种重要力学性能,例如,金属材料常用硬度反映材料抵抗塑性形变的能力,而陶瓷、矿物材料的硬度主要反映材料抵抗破坏的能力。硬度在实际应用中,由于测量方法不同,测得的硬度所代表的材料性能也各异。

测试方法按施加负荷方法的不同,有静试验负荷法和动负荷试验法。静负荷试验法,是在静负荷作用下将一个硬的压头压入材料来测试硬度,属于这种试验法的有布氏、洛氏、表面洛氏、维氏和显微硬度试验法等。布氏硬度法主要用来测定金属材料中较软及中等硬度的材料,很少用于陶瓷;维氏硬度法适用于较硬的材料;一般无机材料也常用显微硬度法测量。动负荷试验法是在动负荷作用下使一个硬压头冲击材料来测试硬度,属于这种试验法的有冲击布氏和肖氏硬度试验法等。各种测试方法所得硬度没有统一的意义,单位也不相同,彼此间没有固定的换算关系。陶瓷材料的硬度常用维氏硬度、莫氏硬度、显微硬度来评价。

1.3.1莫氏硬度

陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度,它只表示硬度由小到大的顺序。不表示软硬的程度。后面的矿物可划破前面的矿物表面。一般莫氏硬度按十级标准的莫氏硬度计确定,后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料,又将莫氏硬度分为15级。表1.2为莫氏硬度两种分级的顺序。莫氏硬度计的等级极不均衡,十分粗糙。

表1.2 莫氏硬度顺序

顺序
材料
顺序
材料

1
滑石
1
滑石

2
石膏
2
石膏

3
方解石
3
方解石

4
萤石
4
萤石

5
磷灰石
5
磷灰石

6
正长石
6
正长石

7
石英
7
SiO2玻璃

8
黄玉
8
石英

9
刚玉
9
黄玉

10
金刚石
10
石榴石

11
熔融氧化锆

12
刚玉

13
碳化硅

14
碳化硼

15
金刚石

136°±30�0�4

148°±6�0�442�0�4�0�4

图1.7 维氏硬度试验法原理

F

1.3.2维氏硬度

在陶瓷材料的研究中,精确测定材料的硬度,通常在维氏显微硬度计上进行。

维氏硬度试验法是两相对面间的夹角为136°的正四棱锥形金刚石压头,如图1.7,在一定的负荷作用下压入试样表面,经规定的负荷保持时间后,卸除负荷,在试样的表面上压出一个正方形的压痕,以所采用的负荷除以压痕的表面积所得的商数(N/mm2)来表示硬度值。维氏硬度的符号用HV表示。

采用的试样上下表面需平行且平整。测试表面光洁,无赃物,需抛光成镜面。对于不洁的表面,要用酒精擦净。试样的厚度至少是压痕深度的10倍。

测量点压痕对角线长的计算

d= (d1+d2) (1.13)

式中 d——压痕对角线长(mm)

d1——压痕一条对角线长(mm)

d2——压痕另一条对角线长(mm)

维氏硬度的计算

每一个测量点的维氏硬度(N/mm2),根据负荷F(N)和压痕对角线长d(mm)的关系来进行计算。

HV=1.854�0�710-6 (1.14)

在测试时,负荷的大小可根据试样的大小、厚度和其他条件不同而定。一般陶瓷材料从9.807N~294.21N中选择。

另外也可以查“显微硬度计说明书”附表直接得到。
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