收藏|硬度檢測知識匯總(附常用硬度HV=HB=HRC對照表)

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。

常用HV=HB=HRC硬度對照表

常見黑色金屬硬度對照表（強度近似換算）

硬度分類

抗拉強度

N/mm2

洛氏

維氏

布氏

HRC

HRA

HV

HB

17

—

211

211

710

17.5

—

214

214

715

18

—

216

216

725

18.5

—

218

218

730

19

—

221

220

735

19.5

—

223

222

745

20

—

226

225

750

20.5

—

229

227

760

21

—

231

229

765

21.5

—

234

232

775

22

—

237

234

785

22.5

—

240

237

790

23

—

243

240

800

23.5

—

246

242

810

24

—

249

245

820

24.5

—

252

248

830

25

—

255

251

835

25.5

—

258

254

850

26

—

261

257

860

26.5

—

264

260

870

27

—

268

263

880

27.5

—

271

266

890

28

—

274

269

900

28.5

—

278

273

910

29

—

281

276

920

29.5

—

285

280

935

30

—

289

283

950

30.5

—

292

287

960

31

—

296

291

970

31.5

—

300

294

980

32

—

304

298

995

32.5

—

308

302

1010

33

—

312

306

1020

33.5

—

316

310

1035

34

—

320

314

1050

34.5

—

324

318

1065

35

—

329

323

1080

35.5

—

333

327

1095

36

—

338

332

1110

36.5

—

342

336

1125

37

—

347

341

1140

37.5

—

352

345

1160

38

—

357

350

1175

38.5

—

362

355

1190

39

70

367

360

1210

39.5

70.3

372

365

1225

40

70.8

382

375

1260

40.5

70.5

377

370

1245

41

71.1

388

380

1280

41.5

71.3

393

385

1300

42

71.6

399

391

1320

42.5

71.8

405

396

1340

43

72.1

411

401

1360

43.5

72.4

417

407

1385

44

72.6

423

413

1405

44.5

72.9

429

418

1430

45

73.2

436

424

1450

45.5

73.4

443

430

1475

46

73.7

449

436

1500

46.5

73.9

456

442

1525

47

74.2

463

449

1550

47.5

74.5

470

455

1575

48

74.7

478

461

1605

48.5

75

485

468

1630

49

75.3

493

474

1660

49.5

75.5

501

481

1690

50

75.8

509

488

1720

50.5

76.1

517

494

1750

51

76.3

525

501

1780

51.5

76.6

534

—

1815

52

76.9

543

—

1850

52.5

77.1

551

—

1885

53

77.4

561

—

1920

53.5

77.7

570

—

1955

54

77.9

579

—

1995

54.5

78.2

589

—

2035

55

78.5

599

—

2075

55.5

78.7

609

—

2115

56

79

620

—

2160

56.5

79.3

631

—

2205

57

79.5

642

—

2250

57.5

79.8

653

—

2295

58

80.1

664

—

2345

58.5

80.3

676

—

2395

59

80.6

688

—

2450

59.5

80.9

700

—

2500

60

81.2

713

—

2555

60.5

81.4

726

—

—

61

81.7

739

—

—

61.5

82

752

—

—

62

82.2

766

—

—

62.5

82.5

780

—

—

63

82.8

795

—

—

63.5

83.1

810

—

—

64

83.3

825

—

—

64.5

83.6

840

—

—

65

83.9

856

—

—

65.5

84.1

872

—

—

66

84.4

889

—

—

66.5

84.7

906

—

—

67

85

923

—

—

67.5

85.2

941

—

—

68

85.5

959

—

—

68.5

85.8

978

—

—

69

86.1

997

—

—

69.5

86.3

1017

—

—

70

86.6

1037

—

—

HRC/HB近似換算法則

硬度高於20HRC ，1HRC≈10HB，

硬度低於20HRC，1HRC≈11.5HB。

備註：對於切削加工，基本可統一換算1HRC≈10HB（工件材料硬度有波動範圍）

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。

布氏硬度 Brinell Hardness

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。

洛氏硬度 Rockwell Hardness

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。

常用洛氏硬度試驗規範表

硬度

符號

壓頭類型

總試驗力

F/N（kgf）

硬度

範圍

應用舉例

HRA

120°金剛石

圓錐

588.4(60)

20~88

硬質合金、碳化物、

淺層表面硬化鋼等

HRB

Ø1.588mm

淬火鋼球

980.7(100)

20~100

退火、正火鋼、鋁合

金、銅合金、鑄鐵

HRC

120°金剛石

圓錐

1471(150)

20~70

淬火鋼、調質鋼、深

層表面硬化鋼

 

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 Vickers Hardness

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。

裡氏硬度 Leeb Hardness

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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