埋弧焊

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硬度和磨损

通过

罗伯特·f·米勒

在耐磨领域,硬度经常被用来作为判断合金、铸件、堆焊表面和覆盖层的标准。前提是材料越硬,耐磨性越大。虽然这在技术上是正确的,但全面应用这一原则可能会导致一些灾难性的结果。例如,同样硬度为600 BHN的工具钢和碳化铬铸铁在磨损作用下的差异高达5倍。这是为什么呢?

让我们看一看硬度测试来找到一些答案。上图描述了典型的硬度测试。基本上,一个由硬化钢或金刚石制成的压痕是在给定的载荷和加速度下进入材料的。压头收回后,压痕的直径或深度被测量并作为一个相对数字报告,如布氏或洛克威尔B,或洛克威尔C,等等。这个印模的大小比任何单个的颗粒或硬颗粒都要大得多。本质上,硬度测试是测量许多粒子的平均硬度。可以把这个测试想成宏观硬度测试。一个微硬度另一方面,测试测量每个颗粒或颗粒的个别硬度。

这如何适用于工具钢和铬碳化物铁?嗯,工具钢是由近似相同的晶粒组成的微硬度并因此返回相同级别的宏观硬度(600布氏硬度)。这是说明在左边的下图。

然而,碳化铬铁由非常硬的碳化铬颗粒(1200 BHN)嵌入非常软的基体(200 BHN)。个人微硬度硬质合金和软基体的值结合在一起产生a宏观硬度600的BHN。这一点在上图的右边显示出来了。由此证明,两种材料可以具有相同的硬度值,但在结构上完全不同。

现在让我们来看看耐磨性。假设进行研磨的材料的布氏硬度值为750BHN。因为它比工具钢硬(600BHN),它会在短时间内磨损工具钢。相反,由于碳化铬铁中的碳化铬比研磨颗粒硬得多(1200BHN),所以碳化铬铁的耐磨性要大得多。

综上所述,很明显,仅根据硬度,特别是宏观硬度值来选择抗磨材料是非常危险的。了解材料的微观结构是建立磨粒磨损特性的必要条件。预测具有类似微结构的一系列材料的磨料磨损要安全得多。在后一种情况下,硬度的增加几乎肯定会导致耐磨性的增加。

有许多常用的标准硬度测试方法。每种硬度的测量方法都有自己的特点,每种硬度都有自己的刻度。下表显示了洛氏C和布氏硬度标的交叉指数。

洛氏-布氏交叉指数

罗克韦尔

(Rc)

布氏硬度

(布氏硬度)

20.

226

25

253

30.

286

35

327

40

371

45

421

50

475

55

546

60

613

65

739

下表说明了一些常见材料的硬度。值得注意的是,(*)表示另一种标尺,称为维氏硬度标尺。这是一种显微硬度,用来测量材料非常小的显微结构。罗克韦尔和布氏试验太大,无法测量这些精细的结构。维氏比例尺在用于比较的相对数字上非常接近。

一般材料的典型硬度值

材料

布氏硬度

纯铝

15

纯铜

35

低碳钢

120

304不锈钢

250

硬化工具钢

650/700

硬铬板

1000

碳化铬

1200 *

碳化钨

1400 *

碳化钛

2400 *

钻石

8000 *

沙子

1000 *

*维氏硬度

转载文章由cladtechnologies.com

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