物質(zhì)材料硬度

洛氏硬度是以頂角為120度的金剛石圓錐體或直徑為mm的淬火鋼球作壓頭，以規(guī)定的實驗力使其壓入試樣表面。實驗時，先加初實驗力，然后加主實驗力。壓入試樣表面以后卸除主實驗力，在保留初實驗力的情形下，依照試樣表面壓痕深度，確信被測金屬材料的洛氏硬度值。洛氏硬度值由h的大小確信，壓入深度h越大，硬度越低；反之，那么硬度越高。一樣說來，依照人們適應(yīng)上的概念，數(shù)值越大，硬度越高。因此采納一個常數(shù)C減去h來表示硬度的高低。并用每mm的壓痕深度為一個硬度單位。由此取得的硬度值稱為洛氏硬度值，用符號HR表示。由此取得的洛氏硬度值HR為一無名數(shù)，實驗時一樣由實驗機指示器上直接讀出。洛氏硬度的三種標(biāo)尺中，以HRC應(yīng)用最多，一樣經(jīng)淬火處置的鋼或工具都采納HRC測量。在中等硬度情形下，洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間關(guān)系約為1:10,如40HRC相當(dāng)于400HBS。如50HRC，表示用HRC標(biāo)尺測定的洛氏硬度值為50。硬度值應(yīng)在有效測量范圍內(nèi)（HRC為20-70）為有效。硬度與化學(xué)鍵類型有關(guān):一樣原子晶體（共價鍵）較硬，如鉆石（金鋼石），紅寶石，藍寶石，水晶，玻璃金屬晶體（金屬鍵）次之，如鋼，銅，金然后是離子晶體（離子鍵），如氯化銅，硫酸鋁最后是分子晶體（分子晶體是靠范得華力結(jié)合的），如冰，干冰硬度與化學(xué)鍵的強弱有關(guān):排序中可看出，一樣按元素周期表可推斷出硬度還和物質(zhì)的純度，分散系有關(guān)，只是是次要的，如不純的玻璃比純的水晶硬度小；鋼中混入可碳提高了硬度以下是我搜集到的資料，歡迎大伙兒補充..純材料的硬度（莫式硬度,金剛石的硬度是10）：鈉（純）鉀（純）滑石 1石墨 1鉛（純）鈣（純）人類皮膚錫 ~TOC\o"1-5"\h\z石膏 2鎂（純） 2鋁 2~象牙琥珀鋅（純）黃金~3銀~4純鐵（無碳）方解石3珍珠3貝殼黃銅螢石4925銀4鐵4~5鉑（純）磷灰石5玻璃青銅（錫青銅）不銹鋼（淬火）－正長石6長石6丹泉石6花崗巖7（廣東、福建較軟，硬度可差幾倍，四川雅安出產(chǎn)的紅色花崗巖就極硬）石英7紫水晶7電氣石鋯石綠寶石8尖晶石8黃晶 8黃玉 8金綠柱石金剛砂9紅寶石9藍寶石9剛玉9鉻（純）9金剛石10品名:莫氏硬度英文名稱:Mohs'scaleofhardness說明:表示礦物硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。1824年由德國礦物學(xué)家莫斯(FrederichMohs)第一提出。應(yīng)用劃痕法將棱錐形金剛鉆針刻劃所試礦物的表面而發(fā)生劃痕。用測得的劃痕的深度來表示硬度：滑石(talc)1(硬度最小)，石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，螢石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正長石(feldspar;orthoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黃玉(topaz)8，剛玉(corundum)9，金剛石(diamond)10。莫氏硬度也用于表示其他固體物料的硬度。JCWS莫氏硬度表-MohsHardnessScale1812年德國礦物學(xué)家FrederichMohs,把礦物的硬度由1-10列為10品級，每一品級都有一個礦物做為標(biāo)準(zhǔn)礦物，以標(biāo)準(zhǔn)礦物與比較的礦物彼此磨擦，較軟的礦物會顯現(xiàn)刮痕，二者都有刮痕表示硬度相同，以此訂出它在礦物表上的品級。以此評量方式的硬度表，稱之為莫氏硬度表MohsHardnessScale，它是目前礦物學(xué)或?qū)毷瘜W(xué)上適應(yīng)上采納的硬度辨別標(biāo)準(zhǔn)。以下為莫氏硬度表，并加列部份非礦石的項目，提供參考比較以增加具體概念。第10級：Diamond鉆石第9級：Corundum金剛砂(Ruby紅寶石、Sapphire藍寶石)第級：Chrysoberyl金綠柱石第8級：Beryl綠寶石、Spinel尖晶石、Topaz黃晶第級：Tourmaline電氣石、Zircon鋯石第7級：Quartz石英(Amethyst紫水晶)第6級：Feldspar長石、Tanzanite丹泉石（坦桑石）第級：WindowGlass玻璃第5級：Apatite磷灰石第4級：Fluorite螢石、SterlingSilver925銀第級：Shell貝殼、CopperPenny銅板第3級：Calcite方解石、Pearl珍珠第級：Amber琥珀、Ivory象牙、FineGold黃金第2級：Gypsum石膏第級：HumanSkin人類皮膚第1級：Graphite石墨、Taic滑石注一：人造鉆石的硬度約在第7~級注二：玻璃、銀、黃金、皮膚為非礦石類，為提供參考比較故列入表內(nèi)點擊此處下載（原文件名:黑色金屬硬度與強度新老對照鋼的知識沒有淬火以前，一樣硬度在20-28左右，淬火后可達到55-62之間合金結(jié)構(gòu)鋼20-50Mn二、15-40Cr、12-42CrMo、12Cr1MoV、38CrMoAl等彈簧鋼65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn(A)、30W4Cr2VA等

冷鐓鋼ML08-4五、ML40Cr、ML35CrMo等工具鋼碳素工具鋼T7、T八、T九、T10、T1—、T1二、T13、T8Mn等合金工具鋼9SiCr、8MnSi、Cr12MoV、CrWMn、5CrMnMo、3Cr2W8V等高速工具鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等軸承鋼高碳鉻軸承鋼 GCr六、GCr九、GCr9SiMn、GCr1五、GCr15SiMn等高碳鉻不銹軸承鋼9Cr1八、9Cr18Mo等滲透軸承鋼G20CrMo、G20CrNiMo、G10CrNi3Mo等特殊鋼不銹鋼0(1)Cr18Ni九、00Cr18Ni10、0⑴18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni10Ti、00Cr17Ni14Mo2等耐熱鋼0Cr25Ni20、5Cr21Mn9Ni4N、1Cr25Ni20Si二、1Cr17、1(2)Cr13、4Cr10Si2Mo高溫合金鋼GH203六、GH4033、Incoloy800、Inconel600等專業(yè)用鋼氣輪機葉片用鋼1Cr1二、1Cr13、ICrIIMoV、0Cr17Ni14Cu4Nb等內(nèi)燃機汽閥鋼5Cr21Mn9Ni4N、4Cr14NiW2Mo、4Cr9Si二、8Cr20Si2Ni等高溫螺栓鋼20Cr1Mo1VnbTiB等模具鋼Cr1二、Cr12MoV—、Cr12MoV、4Cr5MoSiV1等鐵的知識鐵是咱們?nèi)粘Ｉ?、工農(nóng)業(yè)和國防等各方面都離不開的材料，自從人類進入鐵器時期，鐵就成為劃時期的代表了。純鐵是很軟的金屬，既不能制刀槍，也不能鑄鐵鍋、犁鋤。但當(dāng)純鐵中含有必然量的碳后，就變成咱們在各方面利用的鋼鐵了。純鐵中含碳在%以上就變成硬變較低的能拔鐵絲、軋制薄白鐵板等用的低碳鋼。鐵中含碳量%至%的范圍內(nèi)的鋼叫中碳鋼，其硬度中等，可軋成建筑鋼材，鋼板、鐵釘?shù)戎破贰ｈF中含碳量%至%時就成為硬度很高的、可制刀槍、模是等的高碳鋼了。低、中、高碳鋼合在一路就叫“碳素鋼”。若是鐵中碳含量超過%就變成又硬又脆的可鑄鐵鍋、暖氣片、犁等的生鐵了。一樣生鐵含碳量為%—%。因此純鐵、鋼和生鐵的區(qū)別要緊就在于鐵中的含碳量的不同。在鐵與鋼生產(chǎn)中，第一是把鐵礦石在煉鐵高爐頂用碳還原成鐵的同時鐵中也吸收了%—%的碳，然后再把生鐵裝入煉鋼爐中把碳和其他雜質(zhì)用氧氣氧化去除降低到所需要的含量，即煉成各類含碳量的碳素鋼。據(jù)《世界金屬導(dǎo)報》報告的“國際鋼協(xié)”統(tǒng)計2002年上半年（1至6月）累計我國鋼產(chǎn)量為8480萬噸，居世界首位；同期世界的十大產(chǎn)鋼國排列順序為：第2名日本5230萬噸，第3美國4440萬噸，第4俄羅斯2840萬噸（獨聯(lián)體為4840萬噸），第5德國2240萬噸（歐盟15國共計8040萬噸），第6韓國2230萬噸，第7烏克蘭1650萬噸，第8巴西1410萬噸，第9印度1400萬噸，第10意大利1340萬噸；英國607萬噸，居第17位。隨著科學(xué)技術(shù)的進展，只靠碳素鋼其在強度、硬度、韌性、彈性、抗侵蝕性等各方面都不能知足現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)和國防上的需要了。冶金工作者們研究發(fā)此刻鋼中加入一些其他元素可改善碳素鋼的性能，使碳鋼取得更優(yōu)良的和特殊的性能，擴充其用途和利用范圍，從而研制出各類合金鋼。在一般碳素鋼的基礎(chǔ)上，只要加入小于5%的總含量的硅、錳、鐵、鈦、鈮、硼、稀土等合金元素就可煉出強度高于一樣含碳量的一般碳素鋼30—40%的低合金高強度鋼，一噸鋼可頂—%噸鋼用。假設(shè)在含碳1%的碳素鋼中加入6—15%鉻，能煉出各類高級滾珠鋼和轉(zhuǎn)動軸承鋼。鋼中加入13—19%鉻就成為有磁性不銹鋼，如在這種鋼中再加入9%鎳就變成無磁性不銹鋼了；因此不能用有無磁來辨別是不是是不銹鋼，因生活上用的大部份不銹鋼是有磁的，可被磁鐵吸起來。含碳低于%的鋼中加入8—27%鉻和—%鋁的鋼稱為電熱合金，拔成絲纏成電爐，最高的可加熱到120o°c。中碳鋼中加1%錳煉成的鋼制彈簧，彈性專門好。高碳鋼中加2%錳和少量鉬可煉成硬度專門高可做刀槍、模具和破碎機顎板壽命專門長。鋼中加9—18%鎢和少量釩就成為高速鋼。低碳鋼中加少量鉬和鉻成為高溫下耐熱并非起皮的鋼。低碳鋼中加—4%的硅可煉成導(dǎo)磁性能超級好，可軋制制造電機，變壓器的硅鋼片。而低碳鋼中加12%鋁和25%鎳煉出的確實是永磁合金，可制永久性強磁鐵。在高碳鋼中加入適量硅可生產(chǎn)出石墨鋼，既耐磨又有潤滑作用，可制造在利用進程中不宜利用潤滑油，而又需要耐磨的機械零件和軸承等部件。鋼中加入稀土金屬能提高鋼的韌性；而生鐵中加入稀土金屬和鎂那么可變成和鋼一樣強度高，又有韌性的球墨鑄鐵。硼那么是非晶合金和高科技釹鐵硼合金中不可缺少的非金屬元素。鐵和鋼中加入各類金屬和非金屬元素后可使其性能變幻無窮，用途多樣。在鋼鐵中加入各類金屬和非金屬元素，能制造出多種多樣的高科技新金屬材料供工農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)、生活上等各個領(lǐng)域中應(yīng)用，制造更燦爛的新時期。有機玻璃的知識有機玻璃，成份是有機高分子會被脫水一般玻璃成份是二氧化硅有機玻璃破裂后成粉碎狀,一般玻璃破裂后成自然破裂狀.（1）有機玻璃的特性高度透明性。有機玻璃是目前最優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達到92%，比玻璃的透光度高。稱為人造小太陽的太陽燈的燈管是石英做的，這是因為石英能完全透過紫外線。一般玻璃只能透過％的紫外線，但有機玻璃卻能透過73%。機械強度高。有機玻璃的相對分子質(zhì)量大約為200萬，是長鏈的高分子化合物，而且形成份子的鏈很柔軟，因此，有機玻璃的強度比較高，抗拉伸和抗沖擊的能力比一般玻璃高7~18倍。有一種通過加熱和拉伸處置過的有機玻璃，其中的分子鏈段排列得超級有順序，使材料的韌性有顯著提高。用釘子釘進這種有機玻璃，即便釘子穿透了，有機玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機玻璃被子彈擊穿后一樣可不能破成碎片。因此，拉伸處置的有機玻璃可用作防彈玻璃，也用作軍用飛機上的座艙蓋。重量輕。有機玻璃的密度為dm3，一樣大小的材料，其重量只有一般玻璃的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的43％。易于加工。有機玻璃不但能用車床進行切削，鉆床進行鉆孔，而且能用丙酮、氯仿等粘結(jié)成各類形狀的器具，也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方式加工成大到飛機座艙蓋，小到假牙和牙托等形形色色的制品。（2）有機玻璃的用途有機玻璃具有以上優(yōu)良性能，使它的用途極為普遍。除在飛機上用作座艙蓋、風(fēng)擋和_弦窗外，也用作吉普車的風(fēng)擋和車窗、大型建筑的天窗（能夠防破碎）、電視和雷達的屏幕、儀器和設(shè)備的防護罩、電訊儀表的外殼、望遠鏡和照相機上的光學(xué)鏡片。用有機玻璃制造的日用品琳瑯滿目，如用珠光有機玻璃制成的鈕扣，各類玩具、燈具也都因為有了彩色有機玻璃的裝飾作用，而顯得額外的美觀。有機玻璃在醫(yī)學(xué)上還有一個絕妙的用途，那確實是制造人工角膜。若是人眼的透明角膜長滿了不透明的物質(zhì)，光線就不能進入眼內(nèi)。這確實是全角膜白斑病引發(fā)的失明，而且這種病無法用藥物醫(yī)治。于是，醫(yī)學(xué)家假想用人工角膜代替長滿白斑的角膜。所謂人工角膜，確實是用一種透明的物質(zhì)做成一個直徑只有幾毫米的鏡柱，然后在人眼的角膜上鉆一個小孔，把鏡柱固定在角膜上，光線通過鏡柱進入眼內(nèi)，人眼就能夠重見光明。早在1771年，就有眼科醫(yī)生用光學(xué)玻璃做成鏡柱，植入角膜，但并未取得成功。后來，用水晶代替光學(xué)玻璃，也只用了半年就失效了。在第二次世界大戰(zhàn)中，有些飛機出事時，飛機上用有機玻璃做的座艙蓋被炸，飛行員的眼睛里嵌入了有機玻璃碎片。通過了許連年以后，盡管這些碎片并未被掏出，但也未進一步引發(fā)人眼發(fā)生炎癥或其他不良反映。這件偶然發(fā)生的事說明有機玻璃和人體組織有良好的相容性。同時也啟發(fā)了眼科醫(yī)生，能夠用有機玻璃制造人工角膜，它的透光性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)固，對人體無毒，容易加工成所需形狀，能與人眼長期相容。此刻，用有機玻璃做的人工角膜已經(jīng)普遍用于臨床。有機玻璃學(xué)名聚甲基丙稀酸甲酯（PMMA），有部份人稱為壓克力。有極好的透光性能，可透過92%以上的太陽光，紫外線達%；機械強度較高，有必然的耐熱耐寒性，耐侵蝕，絕緣性能良好，尺寸穩(wěn)固，易于成型，質(zhì)地較脆，易溶于有機溶劑，表面硬度不夠，容易擦毛，可作要求有必然強度的透明結(jié)構(gòu)件，如油杯、車燈、儀表零件，光學(xué)鏡片，裝飾禮物等等。在里面加入一些添加劑能夠?qū)ζ湫阅苡兴岣?，如耐熱、耐摩擦等。目前該材料普遍的?yīng)用于廣告燈箱，銘牌等方面的制作。銅的知識以銅為基加入必然量的其他元素組成的合金。銅合金是歷史上應(yīng)用最先和最要緊的合金之一。傳統(tǒng)上銅合金分為紫銅、黃銅、白銅、青銅四大類。按成型方式又可分為變形銅合金和鑄造銅合金。四種要緊銅合金系的相圖、成份和力學(xué)性能（退火態(tài)）的關(guān)系見圖1。紫銅因呈紫紅色而得名。它不必然是純銅，有時還加入少量脫氧元素或其他元素,以改善材質(zhì)和性能,因此也歸入銅合金。中國紫銅加工材按成份可分為：一般紫銅（T一、T二T3、T4）、無氧銅（TU—、TU2和高純、真空無氧銅）、脫氧銅（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特種銅（砷銅、碲銅、銀銅）四類。紫銅的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率僅次于銀，普遍用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱器材。紫銅在大氣、海水和某些非氧化性酸（鹽酸、稀硫酸）、堿、鹽溶液及多種有機酸（醋酸、檸檬酸）中，有良好的耐蝕性，用于化學(xué)工業(yè)。另外，紫銅有良好的焊接性，可經(jīng)冷、熱塑性加工制成各類半成品和成品。20世紀(jì)70年代，紫銅的產(chǎn)量超過了其他各類銅合金的總產(chǎn)量。紫銅中的微量雜質(zhì)對銅的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能有嚴(yán)峻阻礙。雜質(zhì)元素對電導(dǎo)率的阻礙見圖2。其中鈦、磷、鐵、硅等顯著降低電導(dǎo)率,而鎘、鋅等那么阻礙很小。氧、硫、硒、碲等在銅中的固溶度很小,可與銅生成脆性化合物,對導(dǎo)電性阻礙不大，但能降低加工塑性。一般紫銅在含氫或一氧化碳的還原性氣氛中加熱時，氫或一氧化碳易與晶界的氧化亞銅（Cu2O）作用，產(chǎn)生高壓水蒸氣或二氧化碳氣體，可使銅破裂。這種現(xiàn)象常稱為銅的“氫病”。氧對銅的焊接性有害。鉍或鉛與銅生成低熔點共晶，使銅產(chǎn)生熱脆；而脆性的鉍呈薄膜狀散布在晶界時，又使銅產(chǎn)生冷脆。磷能顯著降低銅的導(dǎo)電性,但可提高銅液的流動性,改善焊接性。適量的鉛、碲、硫等能改善可切削性。紫銅退火板材的室溫抗拉強度為22-25千克力/毫米2,伸長率為45~50%,布氏硬度（HB）為35~45。黃銅以鋅為要緊合金元素的銅基合金，因常呈黃色而得名。黃銅色澤美觀,有良好的工藝和力學(xué)性能,導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較高,在大氣、淡水和海水中耐侵蝕,易切削和拋光，焊接性好且價錢廉價。經(jīng)常使用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱元件，耐蝕結(jié)構(gòu)件，彈性元件，日用五金及裝飾材料等，用途普遍。典型白銅的成份和性能見表1。簡單黃銅二元銅鋅合金稱為簡單黃銅。隨著含鋅量的增加，其色澤由金紅向黃、金黃、白色慢慢轉(zhuǎn)變。鋅和銅能形成a、B、Y、&￡、n等六個相。工業(yè)上經(jīng)常使用的有a黃銅、（a+B）黃銅和B黃銅三類，含鋅量一樣不超過50%。其中H6二、H68黃銅具有高的塑性和強度，成型性好，應(yīng)用普遍，可制作各類復(fù)雜的冷沖件和深沖件，波導(dǎo)管和冷凝器用管件,機械和電器用零件。H70黃銅也稱"炮銅"，要緊用于制作彈殼及管材。有殘余內(nèi)應(yīng)力的黃銅制品,長期寄存于含氨氣或二氧化硫等介質(zhì)中,會產(chǎn)生沿晶或穿晶破裂。此現(xiàn)象稱為應(yīng)力侵蝕破裂或季節(jié)裂紋（季裂），可用低溫退火排除。含鋅量高于20%的高鋅黃銅，易發(fā)生脫鋅侵蝕，可加入適量的砷、硅、磷、銻等加以抑制。復(fù)雜黃銅為改善簡單黃銅的性能而加入1~5%的錫、鉛、鋁、硅、鐵、錳、鎳等元素的合金稱為"復(fù)雜黃銅”，并在黃銅的名稱上冠以所加元素，稱為錫黃銅、鉛黃銅、鋁黃銅、錳黃銅、鋁錳黃銅等。錫能抑制脫鋅侵蝕，提高黃銅的耐蝕性。錫黃銅在海水和淡水中均耐蝕，故有“海軍黃銅”之稱。鉛在黃銅中的固溶度極小，呈游離質(zhì)點散布于基體,能使切屑碎裂并起潤滑作用,從而改善材料的可切削性和耐磨性。鋁起固溶強化作用，使表面形成有愛惜作用的氧化鋁膜。某些鋁黃銅經(jīng)適當(dāng)處置后，還可具有形狀經(jīng)歷效應(yīng)及消震能力。硅黃銅有較高的耐蝕性、力學(xué)和鑄造性能，抗應(yīng)力侵蝕能力強。鎳黃銅具有較高的強度、韌性、耐蝕性，能經(jīng)受冷、熱塑性加工。白銅以鎳為要緊合金元素的銅基合金，因多數(shù)呈銀白色而得名。銅和鎳能無窮互溶形成持續(xù)固溶體。銅中加鎳能顯著提高耐蝕性、強度、硬度、電阻、熱電勢，并降低電阻率溫度系數(shù)。在銅合金中，白銅因耐蝕性優(yōu)良,且易于塑性加工和焊接,普遍用于造船、石油、化工、電力、周密儀表、醫(yī)療器械等部門作耐蝕結(jié)構(gòu)件。某些白銅還有特殊的電學(xué)性能，可制作電阻元件、熱電偶材料和補償導(dǎo)線。白銅可分為簡單白銅和復(fù)雜白銅兩類。按用途又可分為結(jié)構(gòu)白銅和周密電阻合金用白銅。在結(jié)構(gòu)白銅中，最經(jīng)常使用的是B30、B10和鋅白銅，另外，還有鋁白銅、鐵白銅和鈮白銅等。典型白銅的成份和性能見表2。B30在白銅中耐蝕性最強，但價錢較貴。鋁白銅