1. 物質的硬度與它的哪些性質有關
硬度
材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。試驗鋼鐵硬度的最普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法這種方法不太科學。用硬度試驗機來試驗比較准確,是現代試驗硬度常用的方法。常用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測試方法
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標,它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念,而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法(如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等)、劃痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。
布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\HBW)(參照GB/T231-1984),生產中常用布氏硬度法測定經退火、正火和調質得剛健,以及鑄鐵、有色金屬、低合金結構鋼等毛胚或半成品的硬度。
洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種,它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產中HRC用得最多。壓痕較小,可測較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。
維氏硬度以HV表示(參照GB/T4340-1999),測量極薄試樣。
1、鋼材的硬度 :金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同,
常規表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC較為常用。
HB應用范圍較廣,HRC適用於表面高硬度材料,如熱處理硬度等。兩者區別在於硬度計之測頭不同,布氏硬度計之測頭為鋼球,而洛氏硬度計之測頭為金剛石。
HV-適用於顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)。
HL手提式硬度計,測量方便,利用沖擊球頭沖擊硬度表面後,產生彈跳;利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/ VA(沖擊速度)。
攜帶型里氏硬度計用里氏(HL)測量後可以轉化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)測量硬度值。
2、HB - 布氏硬度;
布氏硬度(HB)一般用於材料較軟的時候,如有色金屬、熱處理之前或退火後的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用於硬度較高的材料,如熱處理後的硬度等等。
布式硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測金屬表面,保持規定時間,然後卸荷,測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為:以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載後,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。當HB>450或者試樣過小時,不能採用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同,分三種不同的標度來表示:
HRA:是採用60kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度,用於硬度極高的材料(如硬質合金等)。
HRB:是採用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用於硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC:是採用150kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度,用於硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
另外:
1.HRC含意是洛式硬度C標尺,
2.HRC和HB在生產中的應用都很廣泛
3.HRC適用范圍HRC 20--67,相當於HB225--650
若硬度高於此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。
若硬度低於此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。
布式硬度上限值HB650,不能高於此值。
4.洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗載荷為一確定值,中國標準是150公斤力。
布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質合金球(HBW),試驗載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力。
5.洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數點求平均值,適用成品和薄片,歸於無損檢測一類。
布式硬度壓痕較大,測量值准,不適用成品和薄片,一般不歸於無損檢測一類。
6.洛式硬度的硬度值是一無名數,沒有單位。(因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。)
布式硬度的硬度值有單位,且和抗拉強度有一定的近似關系。
7.洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示,操作方便,快捷直觀,適用於大量生產中。
布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑,然後查表或計算,操作較繁瑣。
8.在一定條件下,HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為:1HRC≈1/10HB。
硬度試驗是機械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗,生產上需要一個比較准確的硬度和強度的換算關系。
實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。
另外,天然水中的鈣美含量也用硬度表示.我國規定的硬度是:1L水中含的鈣鹽,鎂鹽摺合成CaO和MgO的總量相當於10mgCaO(將MgO也換算成CaO)時,其硬度是1°.
水的硬度是水質的重要指標,通常分為五類:
很軟水 軟水 中硬水 硬水 很硬水
0°~4° 4°~8°8°~16° 16°~30° >30°
2. 請問鎢銅的性能
鎢銅合金綜合了金屬鎢和銅的優點,其中鎢熔點高(鎢熔點為3410℃,銅的熔點1080℃),密度大(鎢密度為19.34g/cm3,銅的密度為8.89g/cm3);銅導電導熱性能優越,鎢銅合金(成分一般范圍為WCu7~WCu50)微觀組織均勻、耐高溫、強度高、耐電弧燒蝕、密度大;導電、導熱性能適中,廣泛應用於軍用耐高溫材料、高壓開關用電工合金、電加工電極、微電子材料,做為零部件和元器件廣泛應用於航天、航空、電子、電力、冶金、機械、體育器材等行業。
一、軍用耐高溫材料
鎢銅合金在航天航空中用作導彈、火箭發動機的噴管、燃氣舵、空氣舵、鼻錐,主要要求是要求耐高溫(3000K~5000K)、耐高溫氣流沖刷能力,主要利用銅在高溫下揮發形成的發汗製冷作用(銅熔點1083℃),降低鎢銅表面溫度,保證在高溫極端條件下使用。
二、高壓開關用電工合金
鎢銅合金在高壓開關128kVSF6斷路器WCu/CuCr中,以及高壓真空負荷開關(12kV40.5KV1000A),避雷器中得到廣泛應用,高壓真空開關體積小,易於維護,使用范圍廣,能在潮濕、易燃易爆以及腐蝕的環境中使用。主要性能要求是耐電弧燒蝕、抗熔焊、截止電流小、含氣量少、熱電子發射能力低等。除常規宏觀性能要求外,還要求氣孔率,微觀組織性能,故要採取特殊工藝,需真空脫氣、真空熔滲等復雜工藝。
三、電加工電極
電火花加工電極早期採用銅或石墨電極,便宜但不耐燒蝕,基本上已被鎢銅電極頂替。鎢銅電極的優點是耐高溫、高溫強度高、耐電弧燒蝕,並且導電導熱性能好,散熱快。應用集中在電火花電極、電阻焊電極和高壓放電管電極。
電加工電極特點是品種規格繁多,批量小而總量多。作為電加工電極的鎢銅材料應具有盡可能高的緻密度和組織的均勻性,特別是細長的棒狀、管狀以及異型電極。
四、微電子材料
鎢銅電子封裝和熱沉材料,既具有鎢的低膨脹特性,又具有銅的高導熱特性,其熱膨脹系數和導熱導電性能可以通過調整鎢銅的成分而加以改變,因而給鎢銅提供了更廣的應用范圍。由於鎢銅材料具有很高的耐熱性和良好的導熱導電性,同時又與矽片、砷化鎵及陶瓷材料相匹配的熱膨脹系數,故在半導體材料中得到廣泛的應用。適用於與大功率器件封裝材料、熱沉材料、散熱元件、陶瓷以及砷化鎵基座等[1]。
鎢銅復合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結構假合金,是金屬基復合材料.由於金屬銅和鎢物性差異較大,因此不能採用熔鑄法進行生產,一般採用粉末合金技術進行生產。
鎢銅合金有較廣泛的用途,其中一大部分應用於航天、航空、電子、電力、冶金、機械、體育器材等行業。其次也要用來製造抗電弧燒蝕的高壓電器開關的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構件,也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導電導熱性能和高溫使用的場合[2]。鎢銅合金綜合銅和鎢的優點,高強度、高比重、耐高溫、耐電弧燒蝕、導電電熱性能好、加工性能好。採用高品質鎢粉及無氧銅粉,應用等靜壓成型(高溫燒結-滲銅),保證產品純度及准確配比,組織細密,性能優異。斷弧性能好,導電性好,導熱性好,熱膨脹小[2]。由於鎢銅兩種金屬互不相溶,因此鎢銅合金具有鎢的低膨脹性,耐磨性,抗腐蝕性及具備銅的高導電和導熱性,並且適用於各種機械加工。鎢銅合金可以根據用戶要求進行對鎢銅配比的生產和尺寸的加工。鎢銅合金一般使用粉末冶金的工藝流程先制粉-配料混合-壓製成型-燒結溶滲[1]。
鎢銅電極
焊接電極
鎢銅合金具有耐高溫,耐電弧燒蝕,高比重和高導電導熱性能並且易於機械加工適用於焊接電極中使用。
鎢銅合金棒
鎢銅是利用高純鎢粉優異的金屬特性和高純紫銅粉的可塑性、高導電性等優點,經靜壓成型、高溫燒結、溶滲銅的工藝精製而成的復合材料。斷弧性能好,導電導熱好,熱膨脹小,高溫不軟化,高強度,高密度,高硬度。
鎢銅電子封裝片
鎢銅電子封裝材料:既有鎢的低膨脹特性,又具有銅的高導熱特性,其熱膨脹系數和導電導熱性可以通過調整材料的成分而加以改變,從而給材料的使用提供了便利。
鎢銅管
鎢銅合金管在硬質合金和難溶金屬中有廣泛運用。因鎢銅合金易於機械加工,所以在表面需要易於切削加工並要求內直徑小的情況下,鎢銅管的運用發揮了很大的作用。
鎢銅合金絲
使用注意事項:
1.膠體石墨不能置於鎢銅絲的表面,溫度在1000度以上時,避免鎢銅線和鐵、鎳、碳放到一起。鎢銅絲必須放於乾燥,相對濕度不應超過室溫的65%,避免與酸或鹼性東西放在一起。
2.清理完鎢銅絲後應將其放於乾燥的器皿中,避免與空氣直接接觸,防止氧化[1]。
3. 材料的硬度與什麼有關
和原子數分子數無關的,首先主要是結構,是原子晶體、離子晶體還是金屬晶體,相同的結構下,在看化學鍵的強弱,其次再看物質內部的雜質、缺陷的結構,這些也都影響材料的硬度強度。
4. 金屬的硬度和強度有什麼關系
1.材料種類:比如鋼鐵材料和銅合金材料,不同的合金或者純金屬,硬度和強度都有不同,例如部分合金鋼比普通鋼硬,純鐵更軟,青銅材料強度硬度介於鋼和純鐵之間,紫銅不純鐵更軟。
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2.金屬晶格轉變:這個一般是熱處理轉化晶格類型,例如同一種碳鋼,淬火後形成的馬氏體晶格組織後的硬度遠遠高於退火形成奧氏體的情形,還有就是高溫時效硬化產生特定晶格析出啥的也會有硬化強化效果;還有個情況是冷加工硬化,這個是因為晶格在冷沖壓加工的情況下產生錯位缺陷導致強度和硬度提高,黃銅就有這個特性。
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3.雜質影響強度:一般是摻雜硬化的方法,比如鋼的滲碳硬化、滲氮硬化(也有共滲),銅的摻氧化鋁的強化。
5. 鎢銅合金的材料特性
一:牌號:鎢銅合金
鎢銅合金是鎢和銅組成的合金。常用合金的含銅量為10%~50%。合金用粉末冶金方法製取,具有很好的導電導熱性,較好的高溫強度和一定的塑性。在很高的溫度下,如3000℃以上,合金中的銅被液化蒸發,大量吸收熱量,降低材料表面溫度。所以這類材料也稱為金屬發汗材料。
鎢銅復合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結構假合金,是金屬基復合材料.由於金屬銅和鎢物性差異較大,因此不能採用熔鑄法進行生產,一般採用粉末合金技術進行生產。
鎢銅合金有較廣泛的用途,其中一大部分應用於航天、、電子、電力、冶金、機械、體育器材等行業。其次也要用來製造抗電弧燒蝕的高壓電器開關的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構件,也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導電導熱性能和高溫使用的場合
6. 影響硬度的因素主要都有哪些呢
合金元素與鐵原子形成的固溶體分間隙式固溶體和置換式固溶體兩種,碳、氮、硼等小原子合金元素形成的是間隙式固溶體,溶質原子塞在原晶格的間隙里,使晶格尺寸發生嚴重畸變,對硬度影響大。 而鉻、錳、鎳等與鐵原子是形成置換式固溶體,晶格也會發生畸變,但程度有限,畸變主要來自於溶質原子和鐵原子直徑的差異,特別是如果溶質合金元素的原子直徑與鐵原子相差很小的話,影響幾乎沒有,因此置換式固溶體中的合金元素含量對硬度影響也有限。 楊工有個帖子上總結過一些經驗公式,其中就有硬度與碳當量的關系,碳當量是總的合金元素含量折算到碳含量對硬度的影響,這個公式是:碳當量Cep=C+1/6Mn+1/5(Cr+Mo+V)+1/15(Cu+Ni) +…; 由這個經驗公式可以看出錳的影響差不多是碳的1/6,鉻是1/5,鎳是1/15,為什麼會是這樣的呢?原因在於加入這些合金元素對於晶格畸變的影響程度與碳相比是截然不同的,這就是我們在討論硬度影響因素的時候,應該主要關注能夠和鐵形成間隙式固溶體的元素含量的原因之所在。
7. 鎢銅合金冶煉技術
鎢銅合金是鎢和銅組成的合金。常用合金的含銅量為10%~50%。合金用粉末冶金方法製取,具有很好的導電導熱性,較好的高溫強度和一定的塑性。在很高的溫度下,如3000℃以上,合金中的銅被液化蒸發,大量吸收熱量,降低材料表面溫度。所以這類材料也稱為金屬發汗材料。上海翔洽金屬團隊。期待您的咨詢!
鎢銅復合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結構假合金,是金屬基復合材料.由於金屬銅和鎢物性差異較大,因此不能採用熔鑄法進行生產,一般採用粉末合金技術進行生產。
鎢銅合金有較廣泛的用途,其中一大部分應用於航天、航空、電子、電力、冶金、機械、體育器材等行業。其次也要用來製造抗電弧燒蝕的高壓電器開關的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構件,也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導電導熱性能和高溫使用的場合。