常用硬度對照表

2021-01-18 機械智慧

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抗拉強度

（N/mm2）

維氏硬度

HV

布氏硬度

HB

洛氏硬度

HRC

255

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

本表數據來自德國標準DIN50150。


金屬材料的硬度
硬度


是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量材料軟硬的指標。


按測試方法的不同，硬度分為三種類型。


①劃痕硬度。主要用於比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒划過，根據出現劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短。


②壓入硬度。主要用於金屬材料，方法是用一定的載荷將規定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由於壓頭、載荷以及載荷持續時間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種。


③回跳硬度。主要用於金屬材料，方法是使一特製的小錘從一定高度自由下落衝擊被測材料的試樣，並以試樣在衝擊過程中儲存（繼而釋放）應變能的多少（通過小錘的回跳高度測定）確定材料的硬度。



金屬材料最常見到的布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度屬於壓入硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時所引起的塑性變形的能力；回跳法（肖氏、裡氏）測量硬度，硬度值代表金屬彈性變形功能的大小。


用直徑D的淬火鋼球或硬質合金球作壓頭，以相應的試驗力F壓入試件表面，經規定的保持時間後，卸除試驗力，得到一直徑為d的壓痕。用試驗力除以壓痕表面積，所得值即為布氏硬度值，符號用HBS或HBW表示。HBS和HBW的區別是壓頭的不同。HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用於測定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。HBW表示壓頭為硬質合金，用於測定布氏硬度值在650以下的材料。


同樣的試塊，當其它試驗條件完全相同的情況下，兩種試驗結果不同，HBW值往往大於HBS值，而且並無定量的規律所循。


2003年以後，我國已經等效採用國際標準，取消了鋼球壓頭，全部採用硬質合金球頭。因此HBS停止使用，全部用HBW表示布氏硬度符號。很多時候布氏硬度僅用HB表示，指的就是HBW。不過在文獻論文中HBS仍時有所見。


布氏硬度測量法適用於鑄鐵、非鐵合金、各種退火及調質的鋼材，不宜測定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。


用錐頂角為120°的金剛石圓錐或Ø1.588mm和Ø3.176mm淬火鋼球作壓頭和載荷配合使用，在10kgf初載荷和60、100或150kgf力總載荷（即初載荷加主載荷）先後作用下壓入試樣，在總載荷作用後，以卸除主載荷而保留主載荷時的壓入深度與初載荷作用下壓入深度之差來表示硬度。洛氏硬度試驗採用三種試驗力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應於洛氏硬度的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。常用的有HRA、HRB和HRC三種，其中HRC應用最廣。




HRC標尺的使用範圍是20~70HRC。當硬度值小於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；當試樣硬度大於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。


洛氏硬度試驗操作簡便、迅速、壓痕小，可測試成品表面及較硬、較薄的工件。因壓痕小，對於組織和硬度不均勻的材料，硬度值波動較大，準確性不如布氏硬度高。洛氏硬度用於測定鋼鐵、有色金屬、硬質合金等的硬度。


維氏硬度測量原理與布氏硬度相似。採用相對面夾角為136°金剛石正四稜錐壓頭，以規定的試驗力F壓入材料的表面，保持規定時間後卸除試驗力，用正四稜錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值，標記符號為HV。維氏硬度測量範圍大，可測量硬度為10~1000HV範圍的材料，壓痕小，一般用來測量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。


用一定質量的裝有碳化鎢球頭的衝擊體，在一定力的作用下衝擊試件表面，然後反彈。由於材料硬度不同，撞擊後的反彈速度也不同。在衝擊裝置上安裝有永磁材料，當衝擊體上下運動時，其外圍線圈便感應出與速度成正比的電磁信號，再通過電子線路轉換成裡氏硬度值，符號標記為HL。


裡氏硬度儀無需工作檯，其硬度傳感器小如一隻筆，可用手直接操作，無論是大、重型工件還是幾何尺寸複雜的工件都能容易地檢測。


裡氏硬度另外一個優點是對產品表面損傷很輕，有時可作為無損檢測；對各個方向，窄小空間及特殊部位硬度測試具有獨特性。

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