大棚骨架工程上通常根据材料断裂时塑性变形的大小来确定材料类型。将A≥5%的材料称为性材料,将A<5%的材料称为脆性材料。良好的塑性可使材料顺利地实现成型。金属材料应具有一定的塑性才能进行各种变形加工;另一方面大棚骨架材料具有一定塑性,可以提高零件使用的可靠性,防止突然断裂,硬度材料抵抗其他物体压入其表面的性能,称为硬度。材料硬度愈高,其他物体压入其表面愈困难。硬度是材料的重要力学性能之一,它表示大棚骨架材料表面抵抗局部塑性变形和破坏的能力。因此,硬度又是材料强度的又一种表现形式。常用的硬度有布氏硬度、洛氏硬度和维氏布氏硬度布氏硬度的测定原理是在直径为D的球形压头上施加一定负荷,压入被试金属的表面(如图1-4所示),保持规定的时间后卸除负荷,根据金属表面压痕的直径,计算硬度值。
根据GB/T231.1-2009规定,布氏硬度值的符号以HBW(硬质合金球压头)来表示,取消了旧国标中的HBS(钢球压头)。由上式可知,在P和D一定时,硬度值的高低取决于h的大小,二者呈反比。h大说明金属形变抗力低,故硬度值小,反之则硬度值大,布氏硬度值一般采用“硬度值十硬度符号(HBW)+数字/数字/数字”的形式来标记。硬度符号后的数字依次表示球形压头直径、载荷大小及载荷保持时间等试验条件,如280HBW10/3000/30表示试验力为3000N保持时间为30s,采用的硬质合金球直径为10mm,试件的布氏硬度为280布氏法优点是测定结果较准确,缺点是压痕大,不适于成品检验。目前布氏硬度一般均以硬质合金球为压头,主要用于测量较软的金属材料,如未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻软的轴承合金。
大棚骨架洛氏硬度试验原理和布氏硬度类似,它是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径1.588mm的淬火钢球作为压头,以一定的压力压入材料表面,与布氏硬度不同的是,洛氏硬度是通过测量压痕深度来确定其硬度的。压痕愈深,材料愈软,洛氏硬度值愈低;反之,洛氏硬度值愈高。被测材料硬度,可直接由硬度计的刻度盘读出。根据GB/T230.1-2009规定,洛氏硬度常用三种标尺,分别以HRA、HRC、HRD表示。洛氏硬度的表达方法为硬度值+符号HR+吏用的标尺(+使用球形压头的类型),如70HR30NW表示用总试验力为294.2N的30N标尺测得的表面洛氏硬度值为70,使用的球形压头为硬质合金球;压头为钢球时用S表示。