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材料的力学性能:硬度

经过丹妮尔柯林斯|8月8日,2021年

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硬度是线性轴和导向器的常见规范 - 尤其是与球和滚子轴承一起使用的规范,其中指导在非常小的区域上遇到极高的负载。轴承表面的硬度可以显着影响系统的使用寿命,并且通常通过应用a来占据占据占占硬度校正因子在计算轴承寿命时。


与其他机械性能不同,如屈服强度,硬度没有由材料定义应变图。事实上,一些专家认为,硬度不是材料的基本特性,并且只应与其他材料性质一起考虑,例如拉伸强度,比例极限和延展性。


材料有三种类型的硬度:划伤硬度,这描述了由于摩擦引起的塑性变形或裂缝;压痕硬度,这描述了由于恒定压缩负荷引起的局部塑性变形的抵抗力;和反弹硬度,这与材料的弹性有关,并描述了从指定的高度掉到材料上的金刚石锤锤的“反弹”的高度。

对于滚动元件线性轴承,我们通常涉及由于载荷球或滚轮的点或线接触引起的极端力而导致压痕硬度。


有几种用于测试和定义材料的压痕硬度的方法,但线性轴承应用中最常用的方法是Brinell和Rockwell测试。两种方法通过压痕的深度(通常是具有球形端部的硬化钢球或金刚石锥)的深度来确定硬度,这在特定的时间段内用预定的负载迫使预定载荷进入样本的表面。然后基于压痕的尺寸确定硬度。

布氏硬度通过将负载除以压痕的表面积(用显微镜和叠加的比例测量)来发现。

Brinell硬度测试
Brinell测试使用压痕区域来确定硬度。
图片来信:Tec-science.com

材料硬度

Hb = Brinell硬度(kg / mm2)

p =应用负载(kg)

d =压紧的直径,或球(mm)

D =压痕的平均直径(mm)

对于热处理的普通碳钢和温和的钢合金,拉伸强度(PSI)大致等于Brinell硬度的500倍。

罗克韦尔硬度通过首先使用微量负载来强制压痕进入材料,然后达到平衡后,施加主要负载。当达到大量载荷时,在仍然施加轻微负载时,将拆除主要负载。这允许材料部分恢复,并且使用永久的渗透深度来计算罗克韦尔硬度。

罗克韦尔测试考虑了小负荷和主要负载之间的差分压痕深度。

hr =罗克韦尔的硬度

e =常数,取决于indenter的类型(罗克韦尔尺度B的130和罗克韦尔规模的100)

H =由于主要负载(mm)导致的永久性渗透深度

Rockwell硬度的等式有时是:

E =由于主要负载导致的永久渗透深度,以0.002 mm为单位测量(E = H / 0.002)

罗克韦尔的硬度根据不同的尺度测量,取决于所测试的材料类型。每种秤指定要使用的缩进和测试负载的类型,以及应用该比例的典型材料。用于轴承材料的最常见的罗克韦尔鳞片是B(HRB)和C(HRC)。

有方法可以增加金属的硬度感应硬化和外壳通常用于线性轴承部件。感应硬化使材料表面的硬度增加到0.5mm至10mm的深度,而硬化将表面的硬度增加到0.25mm至约6mm的深度。


提交:线性运动提示


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