金属材料的硬度虽然天天都在接触,但细细品味后很多问题又都显得似是而非,你是怎样理解硬度的呢?
定义概念:专业术语,材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度,是比较固体材料软硬的指标。它既可理解为材料抵抗弹性变形、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。
硬度是一个相对的概念,不同的硬度测试方法,甚至相同方法,不同载荷条件测得的硬度值都没有绝对的可比性。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标准,各种硬度标准的力学含义不同,相互不能直接换算,但可通过试验加以对比。
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。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。
零件硬度承载着重要信息从最初的设计到最后的实际应用被广泛地使用着,它代表设计者对零件强度、韧性等各种性能指标的期望,硬度也是非破坏检测的主要方式,通常情况下,设计者对零件某些性能的意思表达就是通过这个硬度值来表示、传达的。所以说,图纸中标注的硬度是不能随意换算的,因为不同的硬度标注表达的含义不同,只有了解了设计者的设计思想后才可根据使用性能选择适合的其它检测方式。值得注意的是,经常会有用户选择使用模仿零件的实测硬度作为技术要求,我们必须辩证的识别出用户的真实意图。
热处理的硬度标注通常都是一个范围,比如说58-62HRC,这个硬度表示的是通过150kgf载荷下的120度锥角金刚石压头检测的硬度范围是58-62标尺值,这个硬度值相对某一种材料对应的就是它的强度和韧性及其它性能指标,生产中经常使用这个硬度值来传达设计者对零件强度及其状态的描述,我们跟这个硬度范围叫做技术硬度。而在具体的生产操作时,金属件硬度检测后硬度值几乎就是一个固定数值,这个硬度值与热处理工艺间有着某种直接的对应关系,这个数字范围越小则对应着更佳精确地工艺参数,我们和这个硬度区间叫做工艺硬度。工艺硬度的范围更窄,比如58-60HRC或是60-62HRC,58-60HRC表示类似耐磨性的情况下比60-62HRC要有更好的韧性需求。
这个硬度概念区分的目的是精确制定热处理工艺,热处理人员需要从这个工艺硬度值解读出热处理工艺;因为材料成分在国标中的偏差或是其他生产条件及测量的偏差的影响下,实际硬度检测会有更大的一个离散区间,这个区间就是技术硬度的要求范围,质量则按技术硬度验收。
从技术硬度到工艺硬度的转换是热处理技术部门的主要工作,这是对热处理自由度的调整以满足实际生产中的统筹调度和精细热处理的基础。智能化热处理系统也可以自主完成从技术硬度到工艺硬度的转换,即热处理自由度的主动识别技术。