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1、关于金属硬度布氏硬度（HB）适用：布式硬度上限值HB650，材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。不适用：对于较硬的钢或较薄的板材不适用，布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片；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。洛氏硬度（HK）适用：HRA用来测量材料经表面热处理，如氮化、渗碳以后的表面硬度，HRC常用于测量淬火后硬度。洛式硬度直接在表盘上显示，适用于大量生产中。HRC适用范围HRC 2067，相当于HB225650；若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB，用于硬度较低的
2、材料(如退火钢、铸铁等)。不适用：维氏硬度（HV）适用：HV用来测量材料经表面热处理，如氮化、渗碳以后的表面硬度，维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度不适用：金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。A、 布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa
3、)。 其计算公式为： 式中：F-压入金属试样表面的试验力，N； D-试验用钢球直径，mm； d-压痕平均直径，mm。 测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。 举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。 B、洛氏硬度（HK） 洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。
4、即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。 硬度值用下式计算： 当用A和C标尺试验时，HR=100-e 当用B标尺试验时，HR=130-e 式中e-残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度
5、愈高。 上述三个标尺适用范围如下： HRA（金刚石圆锥压头）20-88 HRC（金刚石圆锥压头）20-70 HRB（直径1.588mm钢球压头）20-100 洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小，故硬度值不如布氏法准确。 C、维氏硬度（HV） 维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，是将一个相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力（F）压入试验表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度。 维氏硬度值是
6、试验力除以压痕表面积所得之商，其计算公式为： 式中：HV-维氏硬度符号，N/mm2(MPa)； F-试验力，N； d-压痕两对角线的算术平均值，mm。 维氏硬度采用的试验力F为5（49.03）、10（98.07）、20（196.1）、30（294.2）、50（490.3）、100（980.7）Kgf(N)等六级，可测硬度值范围为51000HV。 表示方法举例：640HV30/20表示用30Hgf（294.2N）试验力保持20S（秒）测定的维氏硬度值为640N/mm2(MPa)。 维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点，而克服了它们的基本缺点，但不如洛氏法简
7、便。维氏法在钢管标准中很少用。 HB是用一定的力将一定直径（2.5、5、10）的钢球压向被测材料的表面，然后测量被测材料表面钢球压痕的直径以判断材料的硬度。 材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。 HR有A、B 、C3三种。A和C 用120度的金刚石正圆锥体作测头，B用直径1.588的钢球作测头。测量方法都是先用一个预压力将测头压在被测材料的表面，再施以主压力，然后撤除主压力，测量压入深度判断材料的硬度。 HV是对HR的一种改良。因120度的正圆锥体不符合金刚石的晶体结构，不易磨好，所以HV将测头改为棱圆椎体，顶端可以制作得非常精良。测量方法同HR。 HRA和HV用来测量材料经表面热
8、处理，如氮化、渗碳以后的表面硬度，HRC常用于测量淬火后硬度。硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度HB、洛氏硬度HRA，HRB，HRC、维氏硬度HV，橡胶塑料邵氏硬度HA,HD等硬度其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度Hl、肖氏硬度HS则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。1.HRC含意是洛式硬度C标尺，2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛3.HRC适用范围HRC 2
9、067，相当于HB225650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31.25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
10、。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。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，硬度換算公式: 1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)
11、/10+12 2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15 3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3硬度測定範圍: HS100HB500HRC70HV450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
12、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)。HK=139.54P/L2。式中：HK努普硬度，Mpa；P荷重，kg；L凹坑对角线长度，mm。我国和欧洲各国采用维氏硬度，美国则采用努普硬度。兆帕（MPa）是显微硬度的法定计量单位，而kg/mm2是以前常用的硬度计算单位。它们之间的换算公式为1kg/mm2=9.80665Mpa。常用磨料的显微硬度
13、见下表。硬度测试标尺选择参考图”解析布、洛、维三种硬度计的选用国际标准ISO182652003中有一个“硬度测试标尺选用参考图”。这一参考图对于在金属硬度测试中如何选用硬度标尺给出了一个很直观的指导。笔者就自己所知，对图1所示的参考图解析如下：图1 硬度测试标尺选择参考图（取自国际标准ISO182652003）图1中横坐标是维氏硬度HV30，范围是501100。纵坐标Y1是洛氏硬度，范围是0120。纵坐标Y2是布氏硬度，范围分为两部分，0450为使用钢球压头，450650为使用硬质合金球压头。图中区域1是有色金属，区域2是钢铁，区域3是硬质合金。从这份图上可读到以下信息：维氏硬度计维氏硬度试验
14、在跨越有色金属、钢铁和硬质合金的宽广硬度范围内具有一个统一的标尺，图中示出的维氏硬度测试范围是501100HV。其实维氏硬度计具有更宽的的测试范围，测试的硬度值可以从几个HV到3000HV。可以涵盖几乎全部的金属材料，从很软的金属到很硬的淬火钢、硬质合金，以及玻璃、矿石、陶瓷、人造金刚石等。2布氏硬度计布氏硬度计用于测试有色金属和大部分钢铁材料。低硬度有色金属，例如铝和铝合金、紫铜等材料应采用0.102F/D25的试验条件，也可采用0.102F/D10的试验条件，硬度范围为50100HBS高硬度有色金属，例如超硬铝合金、黄铜、青铜等应采用0.102F/D2=10的试验条件，硬度范围为10015
15、0HBS钢铁材料应采用0.102F/D2=30的试验条件，硬度范围为150450HBS及450650HBW。布氏硬度计测试范围的上限值是650HBW，这一数值相当于洛氏硬度的60HRC。布氏硬度值和维氏硬度值具有较好的线性关系。布氏硬度值和维氏硬度值数值接近，在硬度值小于450HB时大致有如下关系：HBHV。布氏硬度计在硬度值为450以下时，应采用钢球压头，记作HBS，在硬度值450以上时应采用硬质合金球压头，记作HBW。（关于布氏硬度试验的国际标准ISO 6506.1-1999和中国标准GB/T231.1-2002都取消了钢球压头，统一采用硬质合金球压头。以后在进行布氏硬度试验时，钢球压头和
16、HBS硬度值将不再采用。）3洛氏硬度计洛氏硬度试验根据试验力和压头的不同组合，有多种标尺可以选择，不同的标尺用于测试不同硬度范围或尺寸范围的材料。HRA标尺用于测试钢铁材料和硬质合金。其测试范围约为5087HRA，在洛氏硬度试验的各标尺中，HRA是唯一可用于测试硬质合金材料的。事实上，由于HRC标尺的广泛应用，HRA标尺很少用于测试一般钢铁材料，它的用途仅限于测试硬质合金薄硬钢带和中等厚度的表面硬化钢。 * HRC标尺是所有硬度试验方法中应用最为广泛的，钢铁材料的硬度测试主要采用HRC标尺。 HRC标尺的测试范围包括调质钢、淬火钢、回火钢、硬铸铁、珠光体可锻铸铁和钛合金等，硬度值范围在2067
17、HRC。尽管标准中给出HRC标尺的上限值可达到70HRC，但是考虑到金刚石压头的寿命,当硬度值大于67HRC时, 人们一般都改用HRA标尺。采用金刚石压头的表面洛氏HR15N、HR30N、HR45N标尺，其硬度测试范围与HRC相当，都是从较硬的软钢到高硬度的淬火钢。这三个标尺的采用，实际上是对HRC标尺的补充，当试样硬度符合HRC的测试范围，只是厚度不足时，就可改用表面洛氏硬度N标尺。国家标准规定 ，对于采用金刚石压头的洛氏硬度标尺，试样厚度应大于压痕深度的10倍。HRC标尺的试验力是150kg。而HRN标尺的试验力只有1545kg，减小了试验力，压痕就会变浅，就不会因试样过薄，发生测砧效应而
18、影响硬度测试的准确性。三种标尺的选用规则也是根据试样的厚度。较厚的试样用HR45N标尺，最薄的试样用HR15N标尺，采用HR15N标尺测试淬火硬钢片时，试样厚度可薄至0.15mm。当一个试样的厚度可以同时满足两个以上N标尺要求时，应选用其中试验力最大的一个标尺，这样有助于提高测试精度。HRC硬度值和维氏硬度HV及布氏硬度HB之间有着一个粗略的换算关系，了解了这一换算关系常常会给人们带来方便。HRC=0.1HV=0.1HB。HRB标尺也是应用很广泛的硬度测试标尺。它是较硬的有色金属和软钢的主要硬度测试手段。在高硬度黄铜、青铜、不锈钢、冷轧钢板的产品标准中都有采用HRB标尺测试材料力学性能的规定。
19、图1所示HRB标尺的测试范围是10100HRB，当硬度值接近100HEB时，硬度测试的灵敏度降低，这时应改用HRC标尺。国家标准GB/T230.1-2002规定的HRB标尺测试范围是20100HRB，这一点与图1是不同的。当材料硬度小于20HRB时，由于压头压入过深，影响测试准确性，此时应改用低一级的HRF标尺。HRF标尺是应用较广泛的硬度测试标尺，它在图1中位于HRB标尺的左侧，用于测试比HRB更软的材料，例如紫铜、退火的黄铜、退火的薄钢板、一般的铝合金等。图1中HRF标尺测试范围的下限值低于50HRF，上限值接近120HRF，但是，无论是国际标准，还是中国标准，规定的HRF标尺适用范围都是
20、60100HRF。当硬度值超过100HRF时，应改用高一级的HRB标尺。当硬度值低于60HRF时，应改用低一级的HRH标尺。国家标准规定，对于采用钢球压头的各种洛氏硬度标尺，试样厚度应大于压痕深度的15倍。当采用HRB、HRF标尺试样厚度已经不能满足标准的要求时，应改用表面洛氏硬度T标尺，T标尺是HRB、HRF标尺的补充，用于测试软金属薄材料。图1中只给出了HR30T标尺，其实共有HR15T、HR30T、HR45T三个标尺可供选择，选用的规则也是根据材料的厚度，厚一些的材料用HR45T标尺，薄的材料用HR15T标尺。在材料厚度可以满足要求的条件下，应尽量选用大一些的试验力，这样有助于提高测试精度。对于T标尺测试范围内的高硬度试样，可测试的最小试样厚度达到0.15mm。图1作为选用硬度试验方法的参考非常直观，十分便于理解和记忆。它是一份重要的、不可多得的技术资料。