硬度和耐磨度
来源:    发布时间: 2017-06-22 15:17   23024 次浏览   大小:  16px  14px  12px

 

 

硬度和耐磨度

 

1硬度

 

硬度,材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。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。

 

硬度分为:

 

划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度,方法是选一根一端硬一端软的棒,将被测材料沿棒划过,根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说,硬物体划出的划痕长,软物体划出的划痕短,检测方法主要是莫氏硬度检测。

 

压入硬度。主要用于金属材料,方法是用一定的载荷将规定的 压头压入被测材料,以材料表面局部 塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于 压头、载荷以及载荷持续时间的不同, 压入硬度有多种,主要是布氏硬度洛氏硬度维氏硬度和显微硬度等几种。

 

回跳硬度。主要用于金属材料,方法是使一特制的小锤从一定高度 自由下落冲击被测材料的试样,并以试样在冲击过程中储存(继而释放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度测定)确定材料的硬度。

 

莫氏硬度(划痕硬度),1722年,法国的de列奥米尔首先提出了极粗糙的划痕硬度测定法。此法是以适当的力使被和材料在一根由一端硬渐变到另一端软的金属棒上划过,根据棒上出现划痕的位置确定被测材料的硬度。1822年,F.莫斯以十种矿物的划痕硬度作为标准,定出十个硬度等级,称为莫氏硬度。十种矿物的莫氏硬度级依次为:金刚石(10),刚玉(9),黄玉(8),石英(7),长石(6),磷灰石5),萤石(4),方解石3),石膏(2),滑石(1)。其中金刚石最硬,滑石最软。莫氏硬度标准是随意定出的,不能精确地用于确定材料的硬度,例如10级和9级之间的实际硬度差就远大于2级和1级之间的实际硬度差。但这种分级对于矿物学工作者野外作业是很有用的。

 

压入硬度,用一定的载荷将规定的压头压入被测材料,根据材料表面局部塑性变形的程度比较被测材料的软硬,材料越硬,塑性变形越小。压入硬度在工程技术中有广泛的用途。压头有多种,如一定直径的钢球、金刚石圆锥、金刚石四棱锥等。载荷范围为几克力至几吨力(即几十毫牛顿至几万牛顿)。压入硬度对载荷作用于被测材料表面的持续时间也有规定。主要的压入硬度有布氏硬度洛氏硬度维氏硬度和显微硬度等。

 

洛氏硬度这种硬度测定法是美国的洛克韦尔于1919年提出的,它基本上克服了布氏测定法的上述不足。洛氏硬度所采用的压头是锥角120°的金刚石圆锥或直径为1/16英寸(1英寸等于25.4毫米)的钢球,并用压痕深度作为标定硬度值的依据。测量时,总载荷分初载荷和主载荷(总载荷减去初载荷)两次施加,初载荷一般选用10千克力,加至总载荷后卸去主载荷,并以这时的压痕深度来衡量材料的硬度。

 

布氏硬度,布氏硬度是瑞典工程师JA.布里涅耳于1900年提出的。它在工程技术特别是机械和冶金工业中广泛使用。布氏硬度的测量方法是用规定大小的载荷P,把直径为D的钢球压入被测材料表面,持续规定的时间后卸载,用载荷值(千克力,1千克力等于9.80665牛顿)和压痕面积(平方毫米)之比定义硬度值。

 

维氏硬度,维氏硬度试验方法是英国史密斯R.L.Smith)和塞德兰德(C.E.Sandland)于1925年提出的。英国的 维克斯阿姆斯特朗(Vickers-Armstrong)公司试制了第一台以此方法进行试验的硬度计。和布氏、 洛氏硬度试验相比,维氏硬度试验测量范围较宽,从较软材料到超硬材料,几乎涵盖各种材料。

 

显微硬度,主要用于确定很薄的材料、细金属丝、小型精密零件(如钟表和仪表零件)的硬度,测定淬硬表面的硬度变化率,研究小面积内硬度的变化以及在金相学中研究金属中不同相体的硬度等。测量方法与维氏硬度基本相同,但载荷很小,以克力计数;压痕的特征尺寸也很小,需要用读数显微镜测出,故得名。1939年,英国国家标准局决定采用F.努普、CG彼得斯WB.埃默森提出的菱形金刚石四棱锥压头(称为努普压头)。其压痕长对角线L和短对角线长度W之比大约为7:1,压痕深度约为L1/30,故在压痕较浅的情况下也能较精确地测出长对角线的长度。用努普压头测定的显微硬度数又称努普硬度数。

 

    目前建陶行业,硬度的检测方法主要采用莫氏硬度(划痕硬度)来定性检测釉面、砖坯和原料硬度。

 

2耐磨度

 

建陶行业的耐磨度,主要是指釉面砖釉面的耐磨性,这是一种根据国标GB/T 3810.7《 陶瓷砖测试方法——有釉砖表面耐磨性的测定》在瓷砖釉面放置研磨介质并旋转,对未磨损和磨损试样进行观察比较的一个定性的评价方法。该方法是由佛山石湾鹰牌陶瓷有限公司、广东蒙娜丽莎有限公司、佛山市星辉陶瓷有限公司、杭州诺贝尔集团有限公司起草,属于行业性准入标准。

 

原理:砖釉面耐磨性的测定,是通过釉面上放置研磨介质并旋转,对已磨损的试样与未磨损的试样的观察对比,评价陶瓷砖耐磨性的方法。

 

研磨介质主要是:不同粒径的钢球、刚玉磨料和蒸馏水

 

样品要求:瓷砖切割成110mmx110mm的方块,要求表面无任何机械损伤,完整耐磨度试验需要要试块 11片,其中3块作为标准参比,8块进行不同转数研磨然后对比检测。

 

 

 

 

釉面砖耐磨度测定仪

 

瓷砖耐磨度分级:

 

可见磨损的研磨转数

级别

100

0

150

1

600

2

7501500

3

2100600012000

4

>12000

5

 

备注:如有磨耗测定需要,采用3块试片经过研磨6000转后测定其质量损失。

 

3 瓷砖釉面耐磨度和硬度

 

    釉面硬度和耐磨度是完全不同的两个概念,从以上两个介绍可以了解到,两者没有线性相关性。

 

 

 

 

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