13524236353
021-57934882
一、硬度簡介：
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
1. 布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負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)。
2. 洛氏硬度(HR)
當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角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材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：
• 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(上海豫滬不銹鋼制造有限公司，所生產的BA管，EP管，儀表管，不銹鋼無縫盤管等產品的硬度是按照HRB來計算硬度)。
• 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)。
3. 維氏硬度(HV)
4. 以120kg以內的載荷和頂角為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HV值(kgf/mm2)。
注：洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準，稱為標尺A、標尺B、標尺C。 洛氏硬度試驗是現今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，最后根據壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N(合100kgf)；而標尺C使用與標尺A相同的球錐菱形作為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟的材料，而標尺C適用較硬的材料。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。但各種材料的換算關系并不一致。
二、硬度對照表：
根據德國標準DIN50150,以下是常用范圍的鋼材抗拉強度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照表。
|
|
維氏硬度HV |
布氏硬度HB |
洛氏硬度HRC |
|
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 |
|
|
維氏硬度HV |
布氏硬度HB |
洛氏硬度HRC |
|
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 |
硬度試驗是機械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗，生產上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關系。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。
三、硬度換算公式
1. 肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/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:
HS<100 HB<500 HRC<70 HV<1300
|
硬度換算表 |
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HV |
HRC |
HBS |
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HV |
HRC |
HBS |
|
HV |
HRC |
HBS |
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|
940 |
68 |
|
560 |
53 |
|
300 |
29.8 |
284 |
|||
|
920 |
67.5 |
|
550 |
52.3 |
505 |
295 |
29.2 |
280 |
|||
|
900 |
67 |
|
540 |
51.7 |
496 |
290 |
28.5 |
275 |
|||
|
880 |
66.4 |
|
530 |
51.1 |
488 |
285 |
27.8 |
270 |
|||
|
860 |
65.9 |
|
520 |
50.5 |
480 |
280 |
27.1 |
265 |
|||
|
840 |
65.3 |
|
510 |
49.8 |
473 |
275 |
26.4 |
261 |
|||
|
820 |
64.7 |
|
500 |
49.1 |
465 |
270 |
25.6 |
256 |
|||
|
800 |
64 |
|
490 |
48.4 |
456 |
265 |
24.8 |
252 |
|||
|
780 |
63.3 |
|
480 |
47.7 |
448 |
260 |
24 |
247 |
|||
|
760 |
62.5 |
|
470 |
46.9 |
441 |
255 |
23.1 |
243 |
|||
|
740 |
61.8 |
|
460 |
46.1 |
433 |
250 |
22.2 |
238 |
|||
|
720 |
61 |
|
450 |
45.3 |
425 |
245 |
21.3 |
233 |
|||
|
700 |
60.1 |
|
440 |
44.5 |
415 |
240 |
20.3 |
228 |
|||
|
690 |
59.7 |
|
430 |
43.6 |
405 |
230 |
18 |
|
|||
|
680 |
59.2 |
|
420 |
42.7 |
397 |
220 |
15.7 |
|
|||
|
670 |
58.8 |
|
410 |
41.8 |
388 |
210 |
13.4 |
|
|||
|
660 |
58.3 |
|
400 |
40.8 |
379 |
200 |
11 |
|
|||
|
650 |
57.8 |
|
390 |
39.8 |
369 |
190 |
8.5 |
|
|||
|
640 |
57.3 |
|
380 |
38.8 |
360 |
180 |
6 |
|
|||
|
630 |
56.8 |
|
370 |
37.7 |
350 |
170 |
3 |
|
|||
|
620 |
56.3 |
|
360 |
36.6 |
341 |
160 |
0 |
|
|||
|
610 |
55.7 |
|
350 |
35.5 |
331 |
|
|
|
|||
|
600 |
55.2 |
|
340 |
34.4 |
322 |
|
|
|
|||
|
590 |
54.7 |
|
330 |
33.3 |
313 |
|
|
|
|||
|
580 |
54.1 |
|
320 |
32.2 |
303 |
|
|
|
|||
|
570 |
53.6 |
|
310 |
31 |
294 |
|
|
|
|||
附錄G 鋼的硬度值換算（續）
表1 鋼的維氏硬度（HV）與其他硬度和強度的近似換算值a（續）
|
維 氏 硬 度 |
布氏硬度 10－mm鋼球 3000－kg負荷b |
洛氏硬度b |
表面洛氏硬度 表面金剛石圓錐壓頭 |
肖 氏 硬 度 |
抗拉強度 （近似值） Mpa (1000psi) |
維 氏 硬 度 |
||||||
|
標準 鋼球 |
鎢－硬質 合金鋼球 |
A. 標尺 60-kg負荷 金剛圓錐壓頭 |
標尺 100-kg負荷 金剛圓錐壓頭 |
標尺 100-kg負荷 金剛圓錐壓頭 |
標尺 100-kg負荷 金剛圓錐壓頭 |
15-N 標尺 15－kg 負荷 |
30-N 標尺 30－kg 負荷 |
45-N 標尺 45-kg 負荷 |
||||
|
HV |
HBS |
HBW |
HRA |
HRB |
HRC |
HRD |
HR15N |
HR30N |
HR45N |
HS |
σb |
HV |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
a）在本表中用黑體字表示的值與按ASTM－E140表1的硬度轉換值一致，由相應的SAE－ASM－ASTM
聯合會列出的。
b）括號里的數值是超出范圍的，只是提供參考。
利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度
在生產現場，由于受檢測儀器的限制，經常使用布氏硬度計測量大型淬火件的硬度。如果想知道該工件的洛氏硬度值，通常的方法是，先測量出布氏硬度值，然后根據換算表，查出相對應的洛氏硬度值，這種方式顯然有些繁瑣。那么，能否根據布氏硬度計的壓痕直徑，直接計算出工件的洛氏硬度值呢？答案當然是肯定的。根據布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單且容易記住的經驗公式：HRC =（479-100D）/4，其中D為Φ10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5 ～ -1范圍內，該公式在現場用起來十分方便，您不妨試一試。
來源：熱處理生態圈
