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    硬度和耐磨度
    來源:    發布時間: 2017-06-22 15:17   23150 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px

     

     

    硬度和耐磨度

     

    1硬度

     

    硬度,材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。固體對外界物體入侵的局部抵抗能力,是比較各種材料軟硬的指標。由于規定了不同的測試方法,所以有不同的硬度標準。各種硬度標準的力學含義不同,相互不能直接換算,但可通過試驗加以對比。

     

    硬度分為:

     

    劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度,方法是選一根一端硬一端軟的棒,將被測材料沿棒劃過,根據出現劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說,硬物體劃出的劃痕長,軟物體劃出的劃痕短,檢測方法主要是莫氏硬度檢測。

     

    壓入硬度。主要用于金屬材料,方法是用一定的載荷將規定的 壓頭壓入被測材料,以材料表面局部 塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于 壓頭、載荷以及載荷持續時間的不同, 壓入硬度有多種,主要是布氏硬度、 洛氏硬度、 維氏硬度和顯微硬度等幾種。

     

    回跳硬度。主要用于金屬材料,方法是使一特制的小錘從一定高度 自由下落沖擊被測材料的試樣,并以試樣在沖擊過程中儲存(繼而釋放)應變能的多少(通過小錘的回跳高度測定)確定材料的硬度。

     

    莫氏硬度(劃痕硬度),1722年,法國的de列奧米爾首先提出了極粗糙的劃痕硬度測定法。此法是以適當的力使被和材料在一根由一端硬漸變到另一端軟的金屬棒上劃過,根據棒上出現劃痕的位置確定被測材料的硬度。1822年,F.莫斯以十種礦物的劃痕硬度作為標準,定出十個硬度等級,稱為莫氏硬度。十種礦物的莫氏硬度級依次為:金剛石(10),剛玉(9),黃玉(8),石英(7),長石(6),磷灰石5),螢石(4),方解石3),石膏(2),滑石(1)。其中金剛石最硬,滑石最軟。莫氏硬度標準是隨意定出的,不能精確地用于確定材料的硬度,例如10級和9級之間的實際硬度差就遠大于2級和1級之間的實際硬度差。但這種分級對于礦物學工作者野外作業是很有用的。

     

    壓入硬度,用一定的載荷將規定的壓頭壓入被測材料,根據材料表面局部塑性變形的程度比較被測材料的軟硬,材料越硬,塑性變形越小。壓入硬度在工程技術中有廣泛的用途。壓頭有多種,如一定直徑的鋼球、金剛石圓錐、金剛石四棱錐等。載荷范圍為幾克力至幾噸力(即幾十毫牛頓至幾萬牛頓)。壓入硬度對載荷作用于被測材料表面的持續時間也有規定。主要的壓入硬度有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等。

     

    洛氏硬度這種硬度測定法是美國的洛克韋爾于1919年提出的,它基本上克服了布氏測定法的上述不足。洛氏硬度所采用的壓頭是錐角120°的金剛石圓錐或直徑為1/16英寸(1英寸等于25.4毫米)的鋼球,并用壓痕深度作為標定硬度值的依據。測量時,總載荷分初載荷和主載荷(總載荷減去初載荷)兩次施加,初載荷一般選用10千克力,加至總載荷后卸去主載荷,并以這時的壓痕深度來衡量材料的硬度。

     

    布氏硬度,布氏硬度是瑞典工程師JA.布里涅耳于1900年提出的。它在工程技術特別是機械和冶金工業中廣泛使用。布氏硬度的測量方法是用規定大小的載荷P,把直徑為D的鋼球壓入被測材料表面,持續規定的時間后卸載,用載荷值(千克力,1千克力等于9.80665牛頓)和壓痕面積(平方毫米)之比定義硬度值。

     

    維氏硬度,維氏硬度試驗方法是英國史密斯R.L.Smith)和塞德蘭德(C.E.Sandland)于1925年提出的。英國的 維克斯阿姆斯特朗(Vickers-Armstrong)公司試制了第一臺以此方法進行試驗的硬度計。和布氏、 洛氏硬度試驗相比,維氏硬度試驗測量范圍較寬,從較軟材料到超硬材料,幾乎涵蓋各種材料。

     

    顯微硬度,主要用于確定很薄的材料、細金屬絲、小型精密零件(如鐘表和儀表零件)的硬度,測定淬硬表面的硬度變化率,研究小面積內硬度的變化以及在金相學中研究金屬中不同相體的硬度等。測量方法與維氏硬度基本相同,但載荷很小,以克力計數;壓痕的特征尺寸也很小,需要用讀數顯微鏡測出,故得名。1939年,英國國家標準局決定采用F.努普、CG彼得斯WB.埃默森提出的菱形金剛石四棱錐壓頭(稱為努普壓頭)。其壓痕長對角線L和短對角線長度W之比大約為7:1,壓痕深度約為L1/30,故在壓痕較淺的情況下也能較精確地測出長對角線的長度。用努普壓頭測定的顯微硬度數又稱努普硬度數。

     

        目前建陶行業,硬度的檢測方法主要采用莫氏硬度(劃痕硬度)來定性檢測釉面、磚坯和原料硬度。

     

    2耐磨度

     

    建陶行業的耐磨度,主要是指釉面磚釉面的耐磨性,這是一種根據國標GB/T 3810.7《 陶瓷磚測試方法——有釉磚表面耐磨性的測定》在瓷磚釉面放置研磨介質并旋轉,對未磨損和磨損試樣進行觀察比較的一個定性的評價方法。該方法是由佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司、廣東蒙娜麗莎有限公司、佛山市星輝陶瓷有限公司、杭州諾貝爾集團有限公司起草,屬于行業性準入標準。

     

    原理:磚釉面耐磨性的測定,是通過釉面上放置研磨介質并旋轉,對已磨損的試樣與未磨損的試樣的觀察對比,評價陶瓷磚耐磨性的方法。

     

    研磨介質主要是:不同粒徑的鋼球、剛玉磨料和蒸餾水

     

    樣品要求:瓷磚切割成110mmx110mm的方塊,要求表面無任何機械損傷,完整耐磨度試驗需要要試塊 11片,其中3塊作為標準參比,8塊進行不同轉數研磨然后對比檢測。

     

     

     

     

    釉面磚耐磨度測定儀

     

    瓷磚耐磨度分級:

     

    可見磨損的研磨轉數

    級別

    100

    0

    150

    1

    600

    2

    750,1500

    3

    2100,6000,12000

    4

    >12000

    5

     

    備注:如有磨耗測定需要,采用3塊試片經過研磨6000轉后測定其質量損失。

     

    3 瓷磚釉面耐磨度和硬度

     

        釉面硬度和耐磨度是完全不同的兩個概念,從以上兩個介紹可以了解到,兩者沒有線性相關性。

     

     

     

     

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