三種硬度基本知識(shí)

洛氏硬全洛氏硬度機(jī)度〔HR〕測(cè)試當(dāng)被測(cè)樣品過(guò)小或者布氏硬度〔HB〕大于450時(shí)，就改用洛氏硬度計(jì)量。試驗(yàn)方法是用一個(gè)頂角為120度的金剛石圓錐體或直徑為1.59mm/3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料外表，由壓痕深度求出材料的硬度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料硬度的不同，可分為三種不同標(biāo)度來(lái)表示：HRA

是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求的硬度，用于硬度極高的材料。例如：硬質(zhì)合金。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。例如：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。例如：淬火鋼等洛氏硬度中HRA、HRB、HRC中的A、B、C為三種不同的標(biāo)準(zhǔn)。稱(chēng)為標(biāo)尺A、標(biāo)尺B、標(biāo)尺C。洛氏硬度實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)今所有使用的幾種普通壓痕硬度實(shí)驗(yàn)的一種。三種標(biāo)尺的初始?jí)毫鶠?8.07N〔10Kgf)，最后根據(jù)壓痕深度計(jì)算硬度值。標(biāo)尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N〔60Kgf〕；標(biāo)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1471N〔150Kgf〕，因此標(biāo)尺B適用于較軟的材料檢測(cè)。標(biāo)尺C適用于較硬的材料檢測(cè)。最常用標(biāo)尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標(biāo)尺用于測(cè)試淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和局部不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗(yàn)方法。HRB標(biāo)尺用于測(cè)試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、局部不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標(biāo)尺用于測(cè)試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實(shí)際應(yīng)用上一般只限于測(cè)試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。編輯本段力學(xué)性能洛氏硬度沒(méi)有單位，是一個(gè)無(wú)綱量的力學(xué)性能指標(biāo)，其最常用的硬度標(biāo)尺有A、B、C三種，通常記作HRA、HRB、HRC，其表示方法為硬度數(shù)據(jù)+硬度符號(hào)，如50HRC。編輯本段硬度標(biāo)準(zhǔn)洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為標(biāo)尺A、標(biāo)尺B、標(biāo)尺C。你所說(shuō)的C標(biāo)尺即HRC標(biāo)準(zhǔn)。洛氏硬度試驗(yàn)是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗(yàn)之一，三種標(biāo)尺的初始?jí)毫鶠?8.07N(合10kgf)，最后根據(jù)壓痕深度計(jì)算硬度值。標(biāo)尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標(biāo)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(biāo)尺C使用及標(biāo)尺A一樣的球錐菱形作為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標(biāo)尺B適用相對(duì)較軟的材料，而標(biāo)尺C適用較硬的材料。實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值及強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)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(guān)系并不一致。編輯本段測(cè)試外表洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，兩種壓頭，它們有6種組合，對(duì)應(yīng)于外表洛氏硬度的6個(gè)標(biāo)尺。外表洛氏硬度試驗(yàn)是對(duì)洛氏硬度試驗(yàn)的一種補(bǔ)充，在采用洛氏硬度試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)遇到材料較薄，試樣較小，外表硬化層較淺或測(cè)試外表鍍覆層時(shí)，就應(yīng)改用外表洛氏硬度試驗(yàn)。這時(shí)采用及洛氏硬度試驗(yàn)一樣的壓頭，采用只有洛氏硬度試驗(yàn)幾分之一大小的試驗(yàn)力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗(yàn)結(jié)果。外表洛氏硬度的N標(biāo)尺適用于類(lèi)似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測(cè)試的材料；T標(biāo)尺適用于類(lèi)似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測(cè)試的材料。HRC標(biāo)尺的使用范圍是20~70HRC，當(dāng)硬度值小于20HRC時(shí)，因?yàn)閴侯^的圓錐局部壓入太多，靈敏度下降，這時(shí)應(yīng)改用HRB標(biāo)尺。盡管HRC標(biāo)尺被規(guī)定的上限值為70HRC，但是當(dāng)試樣硬度大于67HRC時(shí)，壓頭尖端承受的壓力過(guò)大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會(huì)大大縮短，因此一般應(yīng)改用HRA標(biāo)尺。HRA標(biāo)尺的使用范圍是20-88HRA，由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTME140可以獲得以下?lián)Q算關(guān)系：27HRA≈30HRB60HRA≈100HRB≈20HRC85.6HRA≈68HRC可見(jiàn)，HRA標(biāo)尺的測(cè)試范圍涵蓋了從軟鋼〔HRB〕、硬鋼〔HRC〕到硬質(zhì)合金的硬度范圍。然而，事實(shí)上HRA標(biāo)尺很少用于測(cè)試軟鋼，主要用于測(cè)試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質(zhì)合金。在硬質(zhì)合金方面，由于技術(shù)進(jìn)步，有些材料硬度已到達(dá)93-94HRA，這已超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。工程上超出HRA高端的測(cè)量范圍已成為慣例。HRA標(biāo)尺有一個(gè)特殊用途。在使用洛氏硬度計(jì)測(cè)試鋼試樣時(shí)，如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼，可先用HRA標(biāo)尺試測(cè)一下，當(dāng)硬度值小于60HRA時(shí)可改用HRB標(biāo)尺，當(dāng)硬度值大于60HRA時(shí)可改用HRC標(biāo)尺。HRB標(biāo)尺的使用范圍是20~100HRB，當(dāng)硬度值低于20HRB時(shí)，由于鋼球的壓入深度過(guò)大，金屬蠕變加劇，試樣在試驗(yàn)力作用下的變形時(shí)間延長(zhǎng)，測(cè)試值準(zhǔn)確度降低，此時(shí)應(yīng)改用HRF標(biāo)尺。當(dāng)硬度值大于100HRB時(shí)，因?yàn)殇撉驂喝肷疃冗^(guò)淺，靈敏度降低，精度下降，此時(shí)應(yīng)改用HRC標(biāo)尺。在使用HRB標(biāo)尺測(cè)試鋼試樣時(shí)，一個(gè)特別值得注意的地方是：當(dāng)預(yù)先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時(shí)，決不可使用HRB標(biāo)尺做測(cè)試，因?yàn)橛娩撉驂侯^誤測(cè)了淬火鋼，鋼球就可能會(huì)變形，鋼球壓頭就會(huì)損壞，這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時(shí)應(yīng)先用金剛石壓頭，用HRA標(biāo)尺測(cè)試一下，再?zèng)Q定是用HRB還是用HRC。HRF標(biāo)尺的使用范圍是60~100HRF。HRF標(biāo)尺是國(guó)外使用較多的一個(gè)標(biāo)尺，它是測(cè)試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測(cè)手段。但是在我國(guó)，也存在標(biāo)準(zhǔn)硬度塊短缺的問(wèn)題，它的應(yīng)用也受到了限制。HRG標(biāo)尺適用于HRB值接近100的材料，對(duì)于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標(biāo)尺的高端和HRC標(biāo)尺低端的材料，如果改用HRG標(biāo)尺，就可以大大改善測(cè)試的靈敏度，提高測(cè)試精度。分為金屬類(lèi)洛氏硬度,塑料類(lèi)洛氏硬度(HRR)〔BrinellHardness〕布氏硬度范圍:范圍為8~650HBW布氏硬度的測(cè)定原理是用一定大小的試驗(yàn)力F(N),把直徑為D〔mm〕的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬的外表〔圖1〕，保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出壓痕平均直徑d

(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根據(jù)

d

從已備好的布氏硬度表中查出HB值。這里公式錯(cuò)誤，應(yīng)該再乘以2，h=括號(hào)內(nèi)的1/2。由于金屬材料有硬有軟，被測(cè)工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)力F和壓頭直徑D，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)某些工件和材料的不適應(yīng)的現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中進(jìn)展布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，要求能使用不同大小的試驗(yàn)力和壓頭直徑，對(duì)于同一種材料采用不同的F和D進(jìn)展試驗(yàn)時(shí)，能否得到同一的布氏硬度值，關(guān)鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可建立F和D的某種選配關(guān)系，以保證布氏硬度的不變性。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB231-84)規(guī)定布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，常用的0.102F/D的比例為30、10、2.5三種，根據(jù)金屬材料的種類(lèi)、試樣硬度范圍和厚度的不同，按下表〔布氏硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)〕選擇試驗(yàn)壓頭〔鋼頭〕的直徑D、試驗(yàn)力F及保持時(shí)間。布氏硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度代號(hào)：HV單位：kgf/mm2簡(jiǎn)介：維氏硬度英文詞條名：Vickers-hardness表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國(guó)科學(xué)家維克斯首先提出。以49.03~980.7N的負(fù)荷,將相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料外表,保持規(guī)定時(shí)間后，用測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，再按公式來(lái)計(jì)算硬度的大小。它適用于較大工件和較深外表層的硬度測(cè)定。維氏硬度尚有小負(fù)荷維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷1.961~<49.03N，它適用于較薄工件、工具外表或鍍層的硬度測(cè)定；顯微維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷<1.961N，適用于金屬箔、極薄外表層的硬度測(cè)定。HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV)以120kg以?xún)?nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石