金屬材料硬度種類布氏硬度洛氏硬度維氏肖氏概覽

1、布氏硬度（Brinell Hardness） 布氏硬度范圍: 范圍為8650HBW 布氏硬度的測定原理是用一定大小的試驗力F(N),把直徑為D（mm）的淬火鋼球或硬質合金球壓入被測金屬的表面（圖1），保持規(guī)定時間后卸除試驗力，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕平均直徑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。 這里公式錯誤，應該再乘以2，h=括號內的1/2。 由于金屬材料有硬有軟，被測工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標準的試驗力F和壓頭直徑D，就會出現(xiàn)對某些工件和材料的不適應的現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中進行布氏硬度試驗時，要求能使用不同大小的試驗力和壓頭直徑

2、，對于同一種材料采用不同的F和D進行試驗時，能否得到同一的布氏硬度值，關鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可建立F和D的某種選配關系，以保證布氏硬度的不變性。 國家標準(GB231-84)規(guī)定布氏硬度試驗時，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、試樣硬度范圍和厚度的不同，按下表（布氏硬度試驗規(guī)范）選擇試驗壓頭（鋼頭）的直徑D、試驗力F及保持時間。洛氏硬度洛氏硬度試驗采用三種試驗力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應于洛氏硬度的9個標尺。這9個標尺的應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。簡介洛氏硬度（HR）測試當被測樣品過小或者布氏硬度（HB）大于450時，就改用洛氏硬度

3、計量。試驗方法是用一個頂角為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材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。根據(jù)實驗材料硬度的不同，可分為三種不同標度來表示： 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為三種不同的標準。稱為標尺A、標尺B、標尺C。洛氏硬度實驗是現(xiàn)

4、今所有使用的幾種普通壓痕硬度實驗的一種。三種標尺的初始壓力均為98.07N（10Kgf)，最后根據(jù)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（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1471N（150Kgf），因此標尺B適用于較軟的材料檢測。標尺C適用于較硬的材料檢測。力學性能洛氏硬度沒有單位，是一個無綱量的力學性能指標，其最常用的硬度標尺有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，如50HRC。硬度標準洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準，稱為標尺A

5、、標尺B、標尺C。 你所說的C標尺即HRC標準。 洛氏硬度試驗是現(xiàn)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(jù)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

6、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。但各種材料的換算關系并不一致。測試表面洛氏硬度試驗采用三種試驗力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應于表面洛氏硬度的6個標尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充，在采用洛氏硬度試驗時，當遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時，就應改用表面洛氏硬度試驗。這時采用與洛氏硬度試驗相同的壓頭，采用只有洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結果。表面洛氏硬度的N標尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料；T標尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試

7、的材料。 HRC標尺的使用范圍是2070HRC，當硬度值小于20HRC時，因為壓頭的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時應改用HRB標尺。盡管HRC標尺被規(guī)定的上限值為70HRC，但是當試樣硬度大于67HRC時，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會大大縮短，因此一般應改用HRA標尺。 HRA標尺的使用范圍是20-88HRA，由美國標準ASTM E140可以獲得以下?lián)Q算關系： 27HRA30HRB 60HRA100HRB20HRC 85.6HRA68HRC 可見，HRA標尺的測試范圍涵蓋了從軟鋼（HRB）、硬鋼（HRC）到硬質合金的硬度范圍。然而，事實上HRA標尺很少用于測試軟鋼，主

8、要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質合金。在硬質合金方面，由于技術進步，有些材料硬度已達到93-94HRA，這已超出標準規(guī)定。工程上超出HRA高端的測量范圍已成為慣例。 HRA標尺有一個特殊用途。在使用洛氏硬度計測試鋼試樣時，如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼，可先用HRA標尺試測一下，當硬度值小于60HRA時可改用HRB標尺，當硬度值大于60HRA時可改用HRC標尺。 HRB標尺的使用范圍是20100HRB，當硬度值低于20HRB時，由于鋼球的壓入深度過大，金屬蠕變加劇，試樣在試驗力作用下的變形時間延長，測試值準確度降低，此時應改用HRF標尺。當硬度值大于100HRB時，因為鋼球壓入深度過淺，靈敏度

9、降低，精度下降，此時應改用HRC標尺。在使用HRB標尺測試鋼試樣時，一個特別值得注意的地方是：當預先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時，決不可使用HRB標尺做測試，因為用鋼球壓頭誤測了淬火鋼，鋼球就可能會變形，鋼球壓頭就會損壞，這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時應先用金剛石壓頭，用HRA標尺測試一下，再決定是用HRB還是用HRC。 HRF標尺的使用范圍是60100HRF。HRF標尺是國外使用較多的一個標尺，它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在我國，也存在標準硬度塊短缺的問題，它的應用也受到了限制。 HRG標尺適用于HRB值接近100的材料，對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范

10、圍介于HRB標尺的高端和HRC標尺低端的材料，如果改用HRG標尺，就可以大大改善測試的靈敏度，提高測試精度。 分為金屬類洛氏硬度,塑料類洛氏硬度(HRR)維氏硬度代號：HV 單位：kgf/mm2 簡介：維氏硬度 英文詞條名：Vickers-hardness 表示材料硬度的一種標準。由英國科學家維克斯首先提出。以49.03980.7N的負荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規(guī)定時間后，用測量壓痕對角線長度，再按公式來計算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度，試驗負荷1.961<49.03N，它適用于較薄工件、工具

11、表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗負荷<1.961N，適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。 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)。 計算公式為：    維氏硬度計算公式P為載荷，如10kg。 d為壓痕對角線長度(mm)。 HV10 維氏硬度計測量范圍寬廣，可以測量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個維氏硬度單位）都可測量。 測試樣圖：    陶瓷

12、拋光樣品壓痕光學顯微鏡照片(對角線d)ShoreAlbert F.Shore英國人肖爾(Albert F.Shore） Shore指代肖氏硬度或 肖氏硬度 - Shore scleroscope hardness 簡稱HS。表示材料硬度的一種標準。由英國人肖爾(Albert F.Shore)首先提出。 應用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一只具有尖端的小錐，尖端上常鑲有金剛鉆。用測得的撞銷回跳的高度來表示硬度。 肖氏硬度試驗是一種動態(tài)力試驗，與布、洛、維等靜態(tài)力試驗法相比，準確度稍差，受測試時的垂直性，試樣表面光潔度等因素的影響，數(shù)據(jù)分散性較大，其測試結果的比較