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世界上最硬的东西是什么?它的硬度是多少?

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-01-27 17:08   点击:134  编辑:admin   手机版

一、世界上最硬的东西是什么?它的硬度是多少?

是金刚石,金刚石是碳在高温高压条件下的结晶体,是自然界最硬的矿物。其名称来源于希腊文“Adamas”,意为坚硬无敌。

硬度是物体对外力侵入所表现的抵抗能力,也可以理解为在固体表面产生局部形变所需要的能量。根据作用方式不同,硬度可分为刻划硬度和压入硬度。刻划硬度反映的是被测试物体对抗另一硬物体尖端刻划得能力。莫氏(Mohs)硬度是一种在矿物学上广泛应用的刻划硬度,以10种具有不用硬度的矿物为标准,1.滑石,2.石膏,3.方解石,4.萤石,5.磷灰石,6.正长石,7.α-石英,8.黄晶,9.刚玉,10.金刚石。莫氏硬度在应用于磨料硬度时,又被扩展,为15个等级,1.滑石,2.石膏,3.方解石,4.萤石,5.磷灰石,6.正长石,7.水晶,8.石英,9.黄晶,10.石榴石,11.熔融锆氧,12.熔融矾土,13.碳化硅,14.碳化硼,15.金刚石。

显微硬度是一种压入硬度,反映被测试物体对抗另一硬物体压入的能力,单位为MPa或者kg/mm2(2是平方),维氏显微硬度是用对角为130度的金刚石四棱锥做压入头按公式HV=18.18*P/d,(P荷重,d凹坑对角线长度),金刚石的显微硬度为78500MPa(8000kg/mm2(2是平方),)。

影响硬度的主要因素有:晶体结构中质点间的联合力,原子晶格键合力很强,金刚石、碳化硼、氮化硼、碳化硅就属于这种,离子键合力也不差,刚玉就属于这种。晶型、堆积密度等。

金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为1.54�(10-10m)。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。

另外还有别的资料说:金刚石莫氏硬度为10,显微硬度为98 654.9MPa(100 060kg/mm2),绝对硬度大于石英的1000倍,大于刚玉的150倍。矿物性脆,贝壳状或参差状断口,在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开,具有平行八面体的中等或完全解理,平行十二面体的不完全解理。

还有的资料说,最硬的是由碳元素的同位素碳14所组成的金刚石是最硬的。

硬度10是莫氏硬度。

是钻石,注意钻石是碳元素构成,但并不代表碳元素是最硬的物质,这与其结构有关,如同是碳元素构成的平行网状结构的石墨就很软(即硬度低)。在物理学界,以金刚石(即钻石)的硬度为最高标准-10级,硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.布氏硬度(HB)

以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

2.洛氏硬度(HR)

当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:

HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

3 维氏硬度(HV)

以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。

提起宇宙最坚硬的物质,人们可能会想到金刚石,由于产生于高温高压,结构相对稳定,所以它能够承受巨大的压力。但是在浩瀚无边的宇宙空间中,还有远比金刚石坚硬的物质。

天然物质中最硬的是金刚石,硬度是10

在高中做化学题时还见到过人造的比金刚石还要硬的东西,好像是叫做碳化硼。

金刚石,碳,硬度为10

二、说明布氏、洛氏硬度试验原理。布氏硬度试验有什么局限性?为什么?

布氏硬度是用一定大小载荷,一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测材料表面,保持规定时间,然后卸荷,布氏硬度值=载荷/压痕面积

洛氏硬度是用120度的金刚石圆锥或者直径为1.588mm或3.175mm的钢球压入材料表面,有15种标尺。洛氏硬度是以压痕的深度来确定硬度值。

布氏硬度主要应用于一般硬度的材料,如果硬度值高于450HB,则需要选用洛氏硬度,洛氏硬度的应用比较广泛

三、布氏硬度,洛氏硬度,维氏硬度分别应用在什么场合?

洛氏硬度是美国的S.P.洛克韦尔于1919年提出的,直接在表盘上显示、也可以数字显示,操作方便,快捷直观,适用于大量生产中,一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。

布氏硬度是瑞典工程师J.A.布里涅耳于1900年提出的。它在工程技术特别是机械和冶金工业中广泛使用,一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。

维氏硬度试验方法是英国史密斯(R.L.Smith)和塞德兰德(C.E.Sandland)于1925年提出的。英国的维克斯―阿姆斯特朗公司试制了第一台以此方法进行试验的硬度计。和布氏、洛氏硬度试验相比,维氏硬度试验测量范围较宽,从较软材料到超硬材料,几乎涵盖各种材料。

特点:

洛氏硬度采用测量压入深度的方式,硬度值可直接读出,操作简单快捷,工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳。

布氏硬度具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大,因而能测出试样较大范围的性能。与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大,不适合测量成品。测量过程复杂费事。

布氏硬度一般是正火,调质态,洛氏硬度一般是普通淬火态,维氏硬度一般是表面。详细可以看热处理手册第四分册中有关硬度部分。

布氏硬度,洛氏硬度用途较广,而且测量范围也相对较宽。

布氏硬度(HB)实践中多用于测量退火、正火以及调质处理的结构钢工件,可靠性高,测量重复性好。尤其在发生有关硬度测试问题纠纷时,多用布氏硬度作为仲裁依据。可以取样检测,也可以现场检测。

洛氏硬度多用于淬回火后硬度相对较高的工件,可以取样在台式机上检测,也可以现场作无损检测。实践中应用比较广泛。常用工具、量具、轴承以及部分调质件,洛氏硬度是检测的首选方式。

维氏硬度多用于高硬度的现场检测,如高中频感应处理后的工件,轧辊,柱塞,大模数齿轮等。

这是大致情况。详细说来就话长了。

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