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钢球的硬度表示耐磨钢球的材质抵抗坚硬物体压进其表面的能力。通常耐磨钢球的硬度值越高,其耐磨性就越好。可见钢球的硬度是由不同的材质所决定的,那么是什么原因导致耐磨钢球有着不同的硬度呢?更重要的是这种硬度如何检测呢?

钢球硬度主要是受到热处理工艺的影响,超耐磨球磨机钢球,经过淬火和回火之后,其内部金相组织发生改变,因而导致其硬度有所改变。硬度是衡量耐磨钢球原材料软硬程度的一项重要性能指标,它既可被理解为是原材料用来抵抗塑性变形、弹性变形及破坏的能力,也可表述为原材料抵抗残余变形的能力。硬度不再是一个简单的物理概念,而是材料轻度、塑性、韧性和弹性等力学性能的综合指标。下面重点讲一下耐磨钢球硬度的检测。

金属材料的硬度根据测试方法不同可分为划痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)、静压法(如维氏硬度、洛氏硬度、布氏硬度等)及显微硬度、高温硬度等多种方法。金属硬度的代码为H。按硬度试验方法不同,常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。HB应用范围较广,HRC适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。

布氏硬度一般以一定的负荷(多为3000公斤)把直径一般为10mm,一定大小的淬硬耐磨钢球压进材料表面,停留一段时间,去载后,负压与其压痕面积的壁纸,称之为布氏硬度值即HB,单位为公斤力/mm2(N/mm2)。当布氏硬度值大于450或者当试样过小而不能采用布氏测量时,改用洛氏硬度测量。它是一个用顶角为120度的金刚石圆锥体,或直径为1.59mm、3.18mm的钢球,在一定的负荷下被压进材料表面,有压痕的深度求出材料硬度,根据试验材料硬度的不同可分为HRA、HRB、HRC。其中HRA一般用于硬度极高的硬质合金材料,HRC用于硬度很高的淬火钢材料,球磨机钢球,HRB用于硬度较低的退火钢和铸铁。


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耐磨钢球的马氏体黑色金属材料的一种名称,先由德国冶金学家在硬矿物中发现的。马氏体形态通常有片状或者板条状,但是在金相观察中通常表现为针状,这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构可以是体心四方结构。中高碳钢中的冷却可以通过加速能够获得这种组织。高强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。

耐磨钢球的马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。片状马氏体具有高强度高硬度,但韧性很差,其特点是硬而脆。在具有相同屈服强度的条件下,板条马氏体比片状马氏体的韧性好很多,即在具有较高强度、硬度的同时,还具有相当高的韧性和塑性。

耐磨钢球中的马氏体具有高硬度和高强度主要包括固溶强化、相变强化、时效的强化以及晶界强化等。固溶性强化。晶格畸变形成一个强大应力场与位错发生强烈的交换作用,阻碍位错运动从而提高马氏体硬度和强度。相变强化在晶格内造成晶格缺陷密度很高的亚结构,使得马氏体强化是所谓的相变强化。时效强化是马氏体形成后在淬火过程中在室温停留时,在外力作用下,都能发生自回火。就是碳原子和合金元素的原子向位错及其它晶体缺陷处扩散偏聚或碳化物的弥散析出,钉轧位错,使位错难以运动,马氏体时效强化。原始奥氏体晶粒大小板条马氏体束大小对马氏体强度具有影响。原始奥氏体晶粒会越来越小、马氏体板条束越来越小,则马氏体的强度越来越高。这是由于相界面阻碍位错运动造成的马氏体强化。马氏体在耐磨钢球中意义重大,含量平稳能够是耐磨钢球的耐磨性优良。


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