硬度是线性轴和导轨的常见规格-特别是那些用于滚珠和滚子轴承的导轨,其中导轨在非常小的面积上遇到极高的负载。轴承表面的硬度可以显著地影响系统的寿命,通常通过应用硬度来解释硬度校正系数计算轴承寿命时。
与屈服强度等其他机械性能不同,硬度不是由材料的硬度来定义的应力-应变图.事实上,一些专家认为硬度不是材料的基本属性,应该只与其他材料属性一起考虑,如抗拉强度、比例极限和延展性。
材料的硬度有三种:划痕硬度,描述由于摩擦而产生的塑性变形或断裂;压痕硬度,它描述了由于恒定压缩载荷而产生的局部塑性变形的阻力;而且反弹硬度,它与材料的弹性有关,描述了一个钻石头的锤子从指定的高度落在材料上的“反弹”的高度。
对于滚动元件线性轴承,我们通常关心由于承载球或滚子的点接触或线接触引起的极端力造成的压痕硬度。
有几种测试和定义材料压痕硬度的方法,但在线性轴承应用中最常用的方法是布氏和洛氏试验。开云体育store这两种方法都是通过压头(通常是硬化钢球或球形的金刚石锥)的穿透深度来确定硬度的,压头在预定的载荷下被强制施加到试样表面一段特定的时间。然后根据压痕的尺寸来确定硬度。
布氏硬度通过将负载除以压痕的表面积(用显微镜和叠加刻度测量)来发现。
HB =布氏硬度(kg/mm2)
P =施加载荷(kg)
D =压头直径,或球直径(mm)
D =压痕平均直径(mm)
对于热处理的普通碳钢和低碳钢合金,抗拉强度(psi)大致等于布氏硬度的500倍。
洛氏硬度首先使用小负荷迫使压头进入材料,然后在达到平衡后,施加大负荷。当主载荷达到平衡时,主载荷被移除,而小载荷仍被施加。这样可以使材料部分恢复,并使用永久穿透深度来计算洛氏硬度。
洛氏硬度
E =常数,取决于压头的类型(罗克韦尔刻度B为130,罗克韦尔刻度C为100)
H =主要载荷导致的永久穿透深度(mm)
洛氏硬度方程有时可以写成:
E =主要载荷导致的永久穿透深度,以0.002毫米为单位(E = h/0.002)
洛氏硬度是根据不同的标尺来测量的,取决于测试材料的类型。每个刻度都指定了压头的类型和要使用的测试负载,以及该刻度应用的典型材料。轴承材料最常用的罗克韦尔标尺是B (HRB)和C (HRC)。
有几种方法可以增加金属的硬度感应硬化和表面硬化常用于直线轴承部件。感应硬化将材料表面的硬度提高到0.5 mm到10mm的深度,而表面硬化将表面的硬度提高到0.25 mm到约6mm的深度。
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