硬度 是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬度試驗的方法較多,原理也不相同,測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度試驗,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、維氏硬度(HV),橡膠塑料邵氏硬度(HA,HD)等硬度其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗,其值代表金屬彈性變形功的大小。因此,硬度不是一個單純的物理量,而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。
下面是幾種常見的對照關系表:
抗拉強度 Rm N/mm2 |
維氏硬度 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 |
維 氏 |
韋 氏 |
洛 氏 |
巴氏 |
布 氏 |
維 氏 |
韋 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]表三來源:美國巴勃·考曼(Baber Colman)公司
|
1、 ">鋼材的硬度 : ">金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同,
●常規表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC較為常用。
●HB應用范圍較廣,HRC適用于表面高硬度材料,如熱處理硬度等。兩者區別在于硬度計之測頭不同,布氏硬度計之測頭為鋼球,而洛氏硬度計之測頭為金剛石。
●HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 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,即為維氏硬度值(HV)。
●HL手提式硬度計,測量方便,利用沖擊球頭沖擊硬度表面后,產生彈跳;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)。
便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉化為: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)測量硬度值。
2、HB - 布氏硬度;
布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候,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載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測金屬表面,保持規定時間,然后卸荷,測量被測表面壓痕直徑。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)。
3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。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:
(洛氏硬度)
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(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)。
另外:
1.HRC含意是洛式硬度C標尺,{page}
2.HRC和HB在生產中的應用都很廣泛
3.HRC適用范圍HRC 20--67,相當于HB225--650
若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。
若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
4.洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗載荷為一確定值,中國標準是150公斤力。
布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質合金球(HBW),試驗載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力。
5.洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數點求平均值,適用成品和薄片,歸于無損檢測一類。
布式硬度壓痕較大,測量值準,不適用成品和薄片,一般不歸于無損檢測一類。
6.洛式硬度的硬度值是一無名數,沒有單位。(因此習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,且和抗拉強度有一定的近似關系。
7.洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產中。
布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑,然后查表或計算,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。