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。*普通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。*流行的里氏硬度(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、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)。
●目前*常用的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0.002毫米作为一个硬度单位。当HB450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)。
另外:
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 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。)
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。
下面是几种常见的对照关系表:
根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表:
抗拉强度 |
维氏硬度 |
布氏硬度 |
洛氏硬度 |
250 |
80 |
76.0 |
– |
270 |
85 |
80.7 |
– |
285 |
90 |
85.2 |
– |
305 |
95 |
90.2 |
– |
320 |
100 |
95.0 |
– |
335 |
105 |
99.8 |
– |
350 |
110 |
105 |
– |
370 |
115 |
109 |
– |
380 |
120 |
114 |
– |
400 |
125 |
119 |
– |
415 |
130 |
124 |
– |
430 |
135 |
128 |
– |
450 |
140 |
133 |
– |
465 |
145 |
138 |
– |
480 |
150 |
143 |
– |
490 |
155 |
147 |
– |
510 |
160 |
152 |
– |
530 |
165 |
156 |
– |
545 |
170 |
162 |
– |
560 |
175 |
166 |
– |
575 |
180 |
171 |
– |
595 |
185 |
176 |
– |
610 |
190 |
181 |
– |
625 |
195 |
185 |
– |
640 |
200 |
190 |
– |
660 |
205 |
195 |
– |
675 |
210 |
199 |
– |
690 |
215 |
204 |
– |
705 |
220 |
209 |
– |
720 |
225 |
214 |
– |
740 |
230 |
219 |
– |
755 |
235 |
223 |
– |
770 |
240 |
228 |
20.3 |
785 |
245 |
233 |
21.3 |
800 |
250 |
238 |
22.2 |
820 |
255 |
242 |
23.1 |
835 |
260 |
247 |
24.0 |
850 |
265 |
252 |
24.8 |
865 |
270 |
257 |
25.6 |
880 |
275 |
261 |
26.4 |
900 |
280 |
266 |
27.1 |
915 |
285 |
271 |
27.8 |
930 |
290 |
276 |
28.5 |
950 |
295 |
280 |
29.2 |
965 |
300 |
285 |
29.8 |
995 |
310 |
295 |
31.0 |
1030 |
320 |
304 |
32.2 |
1060 |
330 |
314 |
33.3 |
1095 |
340 |
323 |
34.4 |
1125 |
350 |
333 |
35.5 |
1115 |
360 |
342 |
36.6 |
1190 |
370 |
352 |
37.7 |
1220 |
380 |
361 |
38.8 |
1255 |
390 |
371 |
39.8 |
1290 |
400 |
380 |
40.8 |
1320 |
410 |
390 |
41.8 |
1350 |
420 |
399 |
42.7 |
1385 |
430 |
409 |
43.6 |
1420 |
440 |
418 |
44.5 |
1455 |
450 |
428 |
45.3 |
1485 |
460 |
437 |
46.1 |
1520 |
470 |
447 |
46.9 |
1555 |
480 |
(456) |
47.7 |
1595 |
490 |
(466) |
48.4 |
1630 |
500 |
(475) |
49.1 |
1665 |
510 |
(485) |
49.8 |
1700 |
520 |
(494) |
50.5 |
1740 |
530 |
(504) |
51.1 |
1775 |
540 |
(513) |
51.7 |
1810 |
550 |
(523) |
52.3 |
1845 |
560 |
(532) |
53.0 |
1880 |
570 |
(542) |
53.6 |
1920 |
580 |
(551) |
54.1 |
1955 |
590 |
(561) |
54.7 |
1995 |
600 |
(570) |
55.2 |
2030 |
610 |
(580) |
55.7 |
2070 |
620 |
(589) |
56.3 |
2105 |
630 |
(599) |
56.8 |
2145 |
640 |
(608) |
57.3 |
2180 |
650 |
(618) |
57.8 |
|
660 |
|
58.3 |
|
670 |
|
58.8 |
|
680 |
|
59.2 |
|
690 |
|
59.7 |
|
700 |
|
60.1 |
|
720 |
|
61.0 |
|
740 |
|
61.8 |
|
760 |
|
62.5 |
|
780 |
|
63.3 |
|
800 |
|
64.0 |
|
820 |
|
64.7 |
|
840 |
|
65.3 |
|
860 |
|
65.9 |
|
880 |
|
66.4 |
|
900 |
|
67.0 |
|
920 |
|
67.5 |
|
940 |
|
68.0 |
各种硬度粗略关系表
<td style=”width: 36px; height
巴氏 |
布 氏 |
维 氏 |
韦 氏 |
洛 氏 |
巴氏 |
布 氏 |
维 氏 |
韦 氏 |
洛 氏 |
||||||
B |
E |
F |
H |
B |
E |
F |
H |
||||||||
35 |
|
21 |
|
|
|
|
32 |
68 |
60 |
65 |
11.0 |
|
71 |
70 |
94 |
36 |
|
22 |
|
|
|
|
35 |
69 |
62 |
67 |
11.4 |
|
73 |
72 |
95 |
37 |
|
23 |
|
|
|
|
37 |
70 |
64 |
70 |
11.8 |
17 |
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