硬度是評定金屬材料力學性能常用的指標之一。
對于金屬材料的硬度,至今在國內外還沒有一個包括所有試驗方法的統一而明確的定義。就已經標準化的、被國內外普通采用的金屬硬度試驗方法而言,金屬材料硬度的定義是:材料抵抗另一較硬材料壓入的能力。硬度檢測是評價金屬力學性能迅速、經濟、簡單的一種試驗方法。硬度檢測的主要目的就是測定材料的適用性,或材料為使用目的所進行的特殊硬化或軟化處理的效果。對于被檢測材料而言,硬度是代表著在一定壓頭和試驗力作用下所反映出的彈性、塑性、強度、韌性及磨損抗力等多種物理量的綜合性能。由于通過硬度試驗可以反映金屬材料在不同的化學成分、組織結構和熱處理工藝條件下性能的差異,因此硬度試驗廣泛應用于金屬性能的檢驗、監督熱處理工藝質量和新材料的研制。金屬硬度檢測主要有兩類試驗方法。一類是靜態試驗方法,這類方法試驗力的施加是緩慢而無沖擊的。硬度的測定主要決定于壓痕的深度、壓痕投影面積或壓痕凹印面積的大小。靜態試驗方法包括布氏、洛氏、維氏、努氏、韋氏、巴氏等。其中布、洛、維三種測試方法是長用的,它們是金屬硬度檢測的主要測試方法。而洛氏硬度試驗又是應用多的,它被廣泛用于產品的檢測,據統計,目前應用中的硬度計70%是洛氏硬度計。另一類試驗方法是動態試驗法,這類方法試驗力的施加是動態的和沖擊性的。這里包括肖氏和里氏硬度試驗法。動態試驗法主要用于大型的及不可移動工件的硬度檢測。
| 材料 | 布氏硬度值 | 近似換算關系 |
| 鋼 | 125~175 >175 | σb≈0.343HB×10MN/m2 σb≈0.363HB×10MN/m2 |
| 鑄鋁合金 | | σb≈0.26HB×10MN/m2 |
| 退火黃銅、青銅 | | σb≈0.55HB×10MN/m2 |
| 冷加工后的黃銅、青銅 | | σb≈0.40HB×10MN/m2 |
| 洛氏硬度標尺 | 硬度符號 | 壓頭類型 | 初試驗力F0(N) | 主試驗力F1(N) | 總試驗力F0+ F1(N) | 適用范圍 |
| A | HRA | 120°金剛石圓錐 | 98.07 | 490.3 | 588.4 | 20~88HRA |
| B | HRB | 1.5875mm鋼球 | 98.07 | 882.6 | 980.7 | 20~100HRB |
| C | HRC | 120°金剛石圓錐 | 98.07 | 1373 | 1471 | 20~70HRC |
| D | HRD | 120°金剛石圓錐 | 98.07 | 882.6 | 980.7 | 40~77HRD |
| E | HRE | 3.175mm鋼球 | 98.07 | 882.6 | 980.7 | 70~100HRE |
| F | HRF | 1.5875mm鋼球 | 98.07 | 490.3 | 588.4 | 60~100HRF |
| G | HRG | 1.5875mm鋼球 | 98.07 | 1373 | 1471 | 30~94HRG |
| H | HRH | 3.175mm鋼球 | 98.07 | 490.3 | 588.4 | 80~100HRH |
| K | HRK | 3.175mm鋼球 | 98.07 | 1373 | 1471 | 40~100HRK |
| 表面洛氏硬度標尺 | 硬度符號 | 壓頭類型 | 初試驗力F0(N) | 主試驗力F1(N) | 總試驗力F0+ F1(N) | 適用范圍 |
| 15N | HR15N | 120° 金剛石圓錐 | 29.42 | 117.7 | 147.1 | 70~94HR15N |
| 30N | HR30N | 264.8 | 294.2 | 42~86HR30N | ||
| 45N | HR45N | 411.9 | 441.3 | 20~77HR45N | ||
| 15T | HR15T | 1.5875mm 鋼球 | 29.42 | 117.7 | 147.1 | 67~93HR15T |
| 30T | HR30T | 264.8 | 294.2 | 29~82HR30T | ||
| 45T | HR45T | 411.9 | 441.3 | 10~72HR45T |
| 試驗力范圍/N | 硬度符號 | 試驗名稱 |
| F≥49.03 | ≥HV5 | 維氏硬度試驗 |
| 1.961≤F<49.03 | HV0.2~ | 小負荷維氏硬度試驗 |
| 0.09807≤F<1.961 | HV0.01~ | 顯微維氏硬度試驗 |
| 維氏硬度試驗 | 小負荷維氏試驗試驗 | 顯微維氏硬度試驗 | |||
| 硬度符號 | 試驗力/N | 硬度符號 | 試驗力/N | 硬度符號 | 試驗力/N |
| HV5 | 49.03 | HV0.2 | 1.961 | HV0.01 | 0.09807 |
| HV10 | 98.07 | HV0.3 | 2.942 | HV0.015 | 0.1471 |
| HV20 | 196.1 | HV0.5 | 4.903 | HV0.02 | 0.1961 |
| HV30 | 294.2 | HV1 | 9.807 | HV0.025 | 0.2452 |
| HV50 | 490.3 | HV2 | 19.61 | HV0.05 | 0.4903 |
| HV100 | 980.7 | HV3 | 29.42 | HV0.1 | 0.9807 |
| 注:1.維氏硬度試驗可使用大于980.7N的試驗力; 2.顯微維氏試驗力為推薦值。 | |||||
本文由http://www.baijiayuan.com.cn/(材料試驗機)編輯