硬度與其他力學性能的關系

發布日期：2023-11-17      瀏覽次數：2563

由于硬度與抗拉強度有一定的換算關系，而其他一些力學性能又與抗拉強度有關，因此硬度與其他力學性能也有一定的關系。實踐證明，由于布氏硬度（HB）與抗拉強度（σb）的關系為σb≈1/3HB，而彎曲疲勞極限（σ-1）與抗拉強度（σb）之間的關系為σ-3≈1/2σb，因而σ-1與HB之間存在下列近似關系：
σ-1≈1/6HB
此外，對中低強度鋼，人們還獲得如下的經驗關系式：
    碳鋼
σ-1=12 HRC+122

 高強度合金鋼
σ-1=8.7（1+1.35ψ）HRC(ψ為面縮率)
即疲勞極限與靜強度間有大致的直線規律。
    在一些資料中還給出了某些材料更具體的彎曲疲勞限與抗拉強度的近似關系式，例如對碳鋼有σ-1=0.35σb+12.2；對灰鑄鐵有σ-1=0.25σb+2；對鋁有σ-1=（0.25~0.4）σb；對單相黃銅有σ-1=（0.3~0.4）σb關系等。將這些關系或“黑色金屬硬度與抗拉強度的關系"和“有色金屬硬度與抗拉強度的關系"給出的HB與σb的換算數據結合起來，就不難得出σ-1與HB的換算數據，即由布氏硬度（HB）推知彎曲疲勞極限（σ-1）。
由彎曲的疲勞勞極限（σ-1）還可以導出其他應力下疲勞極限與硬度的關系，其換算有下更公式：
抗壓疲勞    σ-1P =0.85σ-1(鋼)
               σ-1P =0.65σ-1(鑄鋼)
扭轉疲勞    τ-1 =0.8σ-1(鑄鐵)
       還有資料證明，對于一般碳鋼，當硬度為HRC 40~45時具有最佳的疲勞強度，但以淬火和回火為前提，這也恰是上述σ-1與HRC關系式應用的上限值。硬度再升高，疲勞極限反而下降。
  此外，硬度與耐磨性或抗磨性、可切削性等也有一定的關系。一般情況下，若其他條件相同，硬度值越高，耐磨性（或抗磨性）越好，如量具、刃具和磨球等就是如此。硬度高低可表現可削性的好壞。如許多材料（特別是鋼鐵材料），當其硬度值處于179~230 HB范圍時，其可切削性能最佳，過高或過低都會使其可切削性變差。