金屬硬度硬度和強度的關系

硬度試驗簡單易行，又不破壞零件，特別對生產(chǎn)過程質(zhì)量控制有著很實際的意義，根據(jù)各種硬度的含義可以看出硬度和強度存在著一定的關系。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，一般地說，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，其硬度值也越高，反之亦然。

由試驗方法求得的一些經(jīng)驗公式如下：

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(qū)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(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，測量方便，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。

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(zhì)合金球壓入被測金屬表面，保持規(guī)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?。ㄖ睆揭话銥?0mm）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）。

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。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(jù)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(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也是一種壓痕試驗方法，可用于測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，而克服了它們的基本缺點，但不如洛氏法簡便，維氏法在鋼管標準中很少用。

金屬硬度注意事項

1.HRC含意是洛式硬度C標尺。

2.HRC和HB在生產(chǎn)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150千克力。

布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球（HBS）或硬質(zhì)合金球（HBW），試驗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，測量值有局部性，須測數(shù)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(shù)，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(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。

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(chǎn)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(xù)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。

金屬硬度(Hardness）的代號為H。按硬度試驗方法的不同，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。

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標。硬度試驗由于具有試驗方法簡單、快速、不破壞零件、和其他力學性能存在一定關系等特點，在生產(chǎn)實踐和科學研究中得到廣泛的應用，并用以檢驗和評價金屬材料的性能。硬度的試驗方法很多，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彈性變形功的大小。因此，硬度值實際上不是一個單純的物理量，它是表征材料的彈性、塑性、形變強化、強度和韌性等一系列不同物理量組合的一種綜合性能指標。一般認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。

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內(nèi)容介紹

《金屬硬度試驗方法國家標準 實施指南》共分為七章，對目前實施的金屬硬度試驗方法標準主要技術規(guī)定進行了說明解釋，并對相應國際標準做了介紹。