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。
下面是几种常见的对照关系表:
抗拉强度 Rm N/mm2 |
维氏硬度 HV |
布氏硬度 HB |
洛氏硬度 HRC |
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 |
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 |
75 |
74 |
97 |
|||||
38 |
24 |
40 |
71 |
67 |
72 |
12.2 |
23 |
76 |
75 |
98 |
|||||
39 |
25 |
42 |
72 |
69 |
75 |
12.6 |
28 |
78 |
77 |
99 |
|||||
40 |
25 |
26 |
45 |
73 |
72 |
78 |
12.9 |
33 |
80 |
79 |
100 |
||||
41 |
25 |
27 |
47 |
74 |
75 |
81 |
13.3 |
38 |
81 |
80 |
101 |
||||
42 |
26 |
28 |
49 |
75 |
78 |
85 |
13.7 |
42 |
83 |
82 |
102 |
||||
43 |
27 |
29 |
51 |
76 |
80 |
88 |
14.0 |
47 |
84 |
83 |
103 |
||||
44 |
27 |
30 |
54 |
77 |
84 |
92 |
14.3 |
51 |
86 |
85 |
104 |
||||
45 |
28 |
30 |
56 |
78 |
87 |
95 |
14.7 |
55 |
87 |
86 |
105 |
||||
46 |
29 |
31 |
58 |
79 |
90 |
99 |
15.0 |
59 |
89 |
88 |
106 |
||||
47 |
30 |
32 |
23 |
60 |
80 |
94 |
103 |
15.3 |
63 |
90 |
89 |
106 |
|||
48 |
30 |
33 |
0.7 |
26 |
62 |
81 |
97 |
108 |
15.6 |
66 |
91 |
90 |
107 |
||
49 |
31 |
34 |
1.3 |
28 |
64 |
82 |
101 |
112 |
15.9 |
70 |
92 |
91 |
108 |
||
50 |
32 |
35 |
1.9 |
31 |
66 |
83 |
105 |
117 |
16.2 |
73 |
94 |
92 |
109 |
||
51 |
33 |
36 |
2.5 |
34 |
68 |
84 |
109 |
121 |
16.4 |
76 |
95 |
93 |
109 |
||
52 |
34 |
38 |
3.1 |
36 |
70 |
85 |
113 |
126 |
16.7 |
79 |
96 |
94 |
110 |
||
53 |
35 |
39 |
3.6 |
39 |
30 |
72 |
86 |
117 |
131 |
16.9 |
81 |
97 |
95 |
111 |
|
54 |
37 |
40 |
4.2 |
41 |
34 |
73 |
87 |
121 |
137 |
17.2 |
84 |
98 |
96 |
111 |
|
55 |
38 |
41 |
4.7 |
44 |
37 |
75 |
88 |
126 |
142 |
17.4 |
86 |
99 |
97 |
112 |
|
56 |
39 |
43 |
5.3 |
46 |
40 |
77 |
89 |
130 |
17.6 |
88 |
100 |
98 |
112 |
||
57 |
40 |
44 |
5.8 |
48 |
43 |
78 |
90 |
135 |
17.8 |
90 |
101 |
98 |
113 |
||
58 |
42 |
45 |
6.3 |
50 |
46 |
80 |
91 |
140 |
18.0 |
102 |
99 |
114 |
|||
59 |
43 |
47 |
6.8 |
53 |
48 |
82 |
92 |
145 |
18.2 |
103 |
100 |
||||
60 |
45 |
49 |
7.3 |
55 |
51 |
83 |
93 |
18.4 |
103 |
100 |
|||||
61 |
46 |
50 |
7.8 |
57 |
54 |
85 |
94 |
18.6 |
104 |
101 |
|||||
62 |
48 |
52 |
8.3 |
59 |
56 |
86 |
95 |
18.7 |
105 |
102 |
|||||
63 |
50 |
54 |
8.8 |
61 |
59 |
88 |
96 |
18.9 |
106 |
102 |
|||||
64 |
51 |
56 |
9.2 |
63 |
61 |
89 |
97 |
19.0 |
106 |
103 |
|||||
65 |
53 |
58 |
9.7 |
65 |
63 |
90 |
98 |
19.2 |
107 |
||||||
66 |
55 |
60 |
10.1 |
67 |
66 |
92 |
98 |
19.3 |
107 |
||||||
67 |
57 |
62 |
10.6 |
69 |
68 |
93 |
100 |
19.4 |
108 |
[注]表三来源:美国巴勃·考曼(Baber Colman)公司
|
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0.002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:
(洛氏硬度)
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,{page}
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。
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