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),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、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。
时代公司生产的TH140、TH160、HLN-11A就有此功能,是传统台式硬度机的有益补充!
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:
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。

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 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 |
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。
请参考更多硬度计的资料: www.94117.net www.91517.net www.94117.com.cn