金屬硬度

金屬硬度(Hardness）的代號(hào)為H。按硬度試驗(yàn)方法的不同，常規(guī)表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。

硬度試驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，又不破壞零件，特別對(duì)生產(chǎn)過程質(zhì)量控制有著很實(shí)際的意義，根據(jù)各種硬度的含義可以看出硬度和強(qiáng)度存在著一定的關(guān)系。實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間、硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系，一般地說，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，其硬度值也越高，反之亦然。

由試驗(yàn)方法求得的一些經(jīng)驗(yàn)公式如下：

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)。硬度試驗(yàn)由于具有試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、快速、不破壞零件、和其他力學(xué)性能存在一定關(guān)系等特點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中得到廣泛的應(yīng)用，并用以檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)金屬材料的性能。硬度的試驗(yàn)方法很多，基本上可以分為壓入法(如布氏、洛氏、維氏硬度等)、刻劃法(如莫氏法等)、回跳法(如肖氏法)等幾種。

硬度值的物理意義隨著試驗(yàn)方法的不同其含義也隨之不同。壓入法的硬度值代表的是材料表面抵抗另一物體壓入時(shí)所引起的塑性變形的能力；刻劃法硬度值代表的是金屬抵抗表面局部斷裂的能力；而回跳法硬度則代表金屬?gòu)椥宰冃喂Φ拇笮?。因此，硬度值?shí)際上不是一個(gè)單純的物理量，它是表征材料的彈性、塑性、形變強(qiáng)化、強(qiáng)度和韌性等一系列不同物理量組合的一種綜合性能指標(biāo)。一般認(rèn)為硬度是金屬在表面上不大體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。

HB應(yīng)用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區(qū)別在于硬度計(jì)之測(cè)頭不同，布氏硬度計(jì)之測(cè)頭為鋼球，而洛氏硬度計(jì)之測(cè)頭為金剛石。

HV適用于顯微鏡分析。維氏硬度（HV) 以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）。

HL手提式硬度計(jì)，測(cè)量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產(chǎn)生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計(jì)算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回彈速度）/ VA（沖擊速度）。

便攜式里氏硬度計(jì)用里氏（HL）測(cè)量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度?；蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測(cè)量硬度值。

布氏硬度

布氏硬度（HB）一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度（HRC）一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。

布式硬度（HB）是以一定大小的試驗(yàn)載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬表面，保持規(guī)定時(shí)間，然后卸荷，測(cè)量被測(cè)表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷（一般3000kg）把一定大?。ㄖ睆揭话銥?0mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm² (N/mm²）。

金屬硬度洛式硬度

洛氏硬度是將很硬的鋼球或金剛石圓錐，用一定的載荷壓入試件表面，根據(jù)壓入深度來確定材料的硬度 。洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個(gè)硬度單位。當(dāng)HB>450或者試樣過小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：

HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)合金等）。

HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。

HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。

金屬硬度維氏硬度

無縫鋼管維氏硬度試驗(yàn)也是一種壓痕試驗(yàn)方法，可用于測(cè)定很薄的金屬材料和表面層硬度。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點(diǎn)，而克服了它們的基本缺點(diǎn)，但不如洛氏法簡(jiǎn)便，維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用。

金屬硬度注意事項(xiàng)

1.HRC含意是洛式硬度C標(biāo)尺。

2.HRC和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛。

3.HRC適用范圍HRC 20--67，相當(dāng)于HB225--650；若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標(biāo)尺HRA，若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標(biāo)尺HRB，布式硬度上限值HB650，不能高于此值。

4.洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗(yàn)載荷為一確定值，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是150千克力。

布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球（HBS）或硬質(zhì)合金球（HBW），試驗(yàn)載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25千克力。

5.洛式硬度壓痕很小，測(cè)量值有局部性，須測(cè)數(shù)點(diǎn)求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測(cè)一類。

布式硬度壓痕較大，測(cè)量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測(cè)一類。

6.洛式硬度的硬度值是一無名數(shù)，沒有單位。（因此習(xí)慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。）

布式硬度的硬度值有單位，且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。

7.洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數(shù)字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產(chǎn)中。

布式硬度需要用顯微鏡測(cè)量壓痕直徑，然后查表或計(jì)算，操作較繁瑣。

8.在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC≈1/10HB。

硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。

實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。

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內(nèi)容介紹

《金屬硬度試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)施指南》共分為七章，對(duì)目前實(shí)施的金屬硬度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)規(guī)定進(jìn)行了說明解釋，并對(duì)相應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)做了介紹。