矿石硬度(hardness of rock and ore)
抵抗工具侵入矿石表面的能力,表征矿石物料破碎难易的指标。国际上通用的测定矿石硬度的方法是摩氏标准矿物硬度比较法;中国还采用普氏岩矿坚固性系数f(俗称岩矿硬度系数)表征矿石硬度。
摩氏硬度是1824年由奥地利人摩斯(F.Mohs)提出的。他以硬度从小到大的滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石等十种标准矿物的硬度为标尺,鉴定被测矿石的硬度。被测定的矿物若能被某级标准矿物所刻划,在表面留下痕迹,又不能被低一级标准矿物刻划,则此矿石物料的硬度便在这两种硬度标值之间。矿石物料的硬度也可由其组成矿物的硬度及含量加权平均求得。
普氏岩矿坚固性系数f是俄国学者普罗托季亚科诺夫于1911年提出并首先采用的。用以表征采矿工程中各种岩矿的破碎和岩体维护作业的难易程度。普氏认为无论以哪种方式进行破碎,岩矿所表现的坚固性都是趋于一致的,定f值在0~20之间,通常只用一个整数表示,仅在f<2时才用小数表示。f值最初由岩矿抗压强度、凿岩效率、火药单耗、凿具单耗等几种方法综合确定。但由于某些方法和生产水平相关,后人只采用岩矿抗压强度确定f值,即f=R/100,式中R为岩矿抗压强度(kgf/cm2),并近似地以f=R’/10表示,R’为以MPa表示之岩矿抗压强度。实际上岩矿的坚固性是一个模糊概念。典型的岩矿坚固性系数f值见表。
岩石的硬度等级分为四级:
1、极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)。
2、坚硬岩石f=8~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)。
3、中等坚固岩石f=4~6(如普通砂岩,铁矿等)。
4、不坚固岩石f=08~3(如黄土、仅为03)。
简介。
岩石根据其成因、构造和化学成分分类,大多数岩石含有二氧化硅(SiO2),而743%的地壳成分都是后者。岩石中硅的含量是决定岩石属性的重要因素之一。
岩石是人类早期工具的重要来源,在人类进化中具有重要意义。因此,人类的第一个文明时期被称为石器时代。岩石一直是人类生活和生产的重要材料和工具。
岩石的硬度等级分为四级:
1、极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)。
2、坚硬岩石f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)。
3、中等坚固岩石f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)。
4、不坚固岩石f=08~3 (如黄土、仅为03)。
硬度与抗压强度有一定联系,但也有很大差别。岩石硬度是岩石表面的局部对另一物体压人时的阻力,面岩石强度是岩石整体破碎时的阻力,因此不能把岩石的单轴抗压强度作为岩石硬度的指标。根据理论分析,岩石压人硬度为单轴抗压强度的(1+ 2m)倍。
实验表明,岩石压人硬度与单轴抗压强度之比大约在5~20倍之间。对于钻进破碎岩石来说,岩石的压人硬度比单轴抗庄强度更具有实际意文,因为工具对孔底岩石的破碎方式在大多数情况下是局部压碎,故岩石硬度指标更接近于钻进碎岩的难易程度。
早在1822年,Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体,这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级:
1)滑石2)石膏 3)方解石4)萤石5)磷灰石
6)正长石7)石英8)黄玉9)刚玉 10)金刚石
各级之间硬度的差异不是均等的,等级之间只表示硬度的相对大小。
试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法
硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标,它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力,也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念,而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等)、划痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及显微硬度、高温硬度等多种方法。
布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\HBW)(参照GB/T231-1984),生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质得刚健,以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。
洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种,它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小,可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。
维氏硬度以HV表示(参照GB/T4340-1999),测量极薄试样。
1、钢材的硬度 :金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同,
常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。
HB应用范围较广,HRC适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。
HV-适用于显微镜分析。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,即为维氏硬度值(HV)。
HL手提式硬度计,测量方便,利用冲击球头冲击硬度表面后,产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ VA(冲击速度)。
便携式里氏硬度计用里氏(HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。
2、HB - 布氏硬度;
布氏硬度(HB)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。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。
布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为: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)。
3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0002毫米作为一个硬度单位。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159、318mm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158mm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)。
另外:
1HRC含意是洛式硬度C标尺,
2HRC和HB在生产中的应用都很广泛
3HRC适用范围HRC 20--67,相当于HB225--650
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
4洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥,试验载荷为一确定值,中国标准是150公斤力。
布氏硬度计之压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW),试验载荷随球直径不同而不同,从3000到3125公斤力。
5洛式硬度压痕很小,测量值有局部性,须测数点求平均值,适用成品和薄片,归于无损检测一类。
布式硬度压痕较大,测量值准,不适用成品和薄片,一般不归于无损检测一类。
6洛式硬度的硬度值是一无名数,没有单位。(因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。)
布式硬度的硬度值有单位,且和抗拉强度有一定的近似关系。
7洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示,操作方便,快捷直观,适用于大量生产中。
布式硬度需要用显微镜测量压痕直径,然后查表或计算,操作较繁琐。
8在一定条件下,HB与HRC可以查表互换。其心算公式可大概记为:1HRC≈1/10HB。
硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。
实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。
另外,天然水中的钙美含量也用硬度表示我国规定的硬度是:1L水中含的钙盐,镁盐折合成CaO和MgO的总量相当于10mgCaO(将MgO也换算成CaO)时,其硬度是1°
水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
很软水 软水 中硬水硬水 很硬水
0°~4° 4°~8°8°~16° 16°~30° >30°
采纳须知:
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4-7。
硬度为材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同,相互不能直接换算,但可通过试验加以对比。
扩展资料:
石头包括:
沉积岩
沉积岩占地表的66%,为地表的主要岩类。
这类岩石都成层状,最先沉积者在下部,时代较老;层次愈上者,
则时代愈新,这叫做叠置层法则; 在火成岩中则多无化石存在。
变质岩
由原来的火成岩或沉积岩,经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响,可以改变其原来岩石的结构或组织,如大理岩变自石灰岩;板岩变自页岩;石英岩变自砂岩等。
-石头
-硬度
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