一、硬度簡介：
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
1. 布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
2. 洛氏硬度(HR)
當(dāng)HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：
? HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等)。
? 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(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(如淬火鋼等)。
3. 維氏硬度(HV)
以120kg以內(nèi)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HV值(kgf/mm2)。
注：洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標(biāo)準(zhǔn)，稱為標(biāo)尺A、標(biāo)尺B、標(biāo)尺C。 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)尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，*后根據(jù)壓痕深度計算硬度值。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使用與標(biāo)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(biāo)尺B適用相對較軟的材料，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，硬度值與強(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。
二、硬度對照表：
根據(jù)德國標(biāo)準(zhǔn)DIN50150,以下是常用范圍的鋼材抗拉強(qiáng)度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照表。
|
抗拉強(qiáng)度
Rm N/mm2
|
維氏硬度
HV
|
布氏硬度
HB
|
洛氏硬度
HRC
|
|
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
|
|
抗拉強(qiáng)度
RmN/mm2
|
維氏硬度
HV
|
布氏硬度
HB
|
洛氏硬度
HRC
|
|
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
|
硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中*簡單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(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。
三、硬度換算公式
1. 肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12
2. 肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
3. 勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)
4. 洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3
硬度測定範(fàn)圍:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300
|
硬度換算表
|
|
|
HV
|
HRC
|
HBS
|
|
HV
|
HRC
|
HBS
|
|
HV
|
HRC
|
HBS
|
|
|
940
|
68
|
|
560
|
53
|
|
300
|
29.8
|
284
|
|
920
|
67.5
|
|
550
|
52.3
|
505
|
295
|
29.2
|
280
|
|
900
|
67
|
|
540
|
51.7
|
496
|
290
|
28.5
|
275
|
|
880
|
66.4
|
|
530
|
51.1
|
488
|
285
|
27.8
|
270
|
|
860
|
65.9
|
|
520
|
50.5
|
480
|
280
|
27.1
|
265
|
|
840
|
65.3
|
|
510
|
49.8
|
473
|
275
|
26.4
|
261
|
|
820
|
64.7
|
|
500
|
49.1
|
465
|
270
|
25.6
|
256
|
|
800
|
64
|
|
490
|
48.4
|
456
|
265
|
24.8
|
252
|
|
780
|
63.3
|
|
480
|
47.7
|
448
|
260
|
24
|
247
|
|
760
|
62.5
|
|
470
|
46.9
|
441
|
255
|
23.1
|
243
|
|
740
|
61.8
|
|
460
|
46.1
|
433
|
250
|
22.2
|
238
|
|
720
|
61
|
|
450
|
45.3
|
425
|
245
|
21.3
|
233
|
|
700
|
60.1
|
|
440
|
44.5
|
415
|
240
|
20.3
|
228
|
|
690
|
59.7
|
|
430
|
43.6
|
405
|
230
|
18
|
|
|
680
|
59.2
|
|
420
|
42.7
|
397
|
220
|
15.7
|
|
|
670
|
58.8
|
|
410
|
41.8
|
388
|
210
|
13.4
|
|
|
660
|
58.3
|
|
400
|
40.8
|
379
|
200
|
11
|
|
|
650
|
57.8
|
|
390
|
39.8
|
369
|
190
|
8.5
|
|
|
640
|
57.3
|
|
380
|
38.8
|
360
|
180
|
6
|
|
|
630
|
56.8
|
|
370
|
37.7
|
350
|
170
|
3
|
|
|
620
|
56.3
|
|
360
|
36.6
|
341
|
160
|
0
|
|
|
610
|
55.7
|
|
350
|
35.5
|
331
|
|
|
|
|
600
|
55.2
|
|
340
|
34.4
|
322
|
|
|
|
|
590
|
54.7
|
|
330
|
33.3
|
313
|
|
|
|
|
580
|
54.1
|
|
320
|
32.2
|
303
|
|
|
|
|
570
|
53.6
|
|
310
|
31
|
294
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
附錄G 鋼的硬度值換算（續(xù)）
表1 鋼的維氏硬度（HV）與其他硬度和強(qiáng)度的近似換算值a（續(xù)）
|
維
氏
硬
度
|
布氏硬度
10－mm鋼球
3000－kg負(fù)荷b
|
洛氏硬度b
|
表面洛氏硬度
表面金剛石圓錐壓頭
|
肖
氏
硬
度
|
抗拉強(qiáng)度
（近似值）
Mpa
(1000psi)
|
維
氏
硬
度
|
|
標(biāo)準(zhǔn)
鋼球
|
鎢－硬質(zhì)
合金鋼球
|
A. 標(biāo)尺
60-kg負(fù)荷
金剛圓錐壓頭
|
標(biāo)尺
100-kg負(fù)荷
金剛圓錐壓頭
|
標(biāo)尺
100-kg負(fù)荷
金剛圓錐壓頭
|
標(biāo)尺
100-kg負(fù)荷
金剛圓錐壓頭
|
15-N
標(biāo)尺
15－kg
負(fù)荷
|
30-N
標(biāo)尺
30－kg
負(fù)荷
|
45-N
標(biāo)尺
45-kg
負(fù)荷
|
|
HV
|
HBS
|
HBW
|
HRA
|
HRB
|
HRC
|
HRD
|
HR15N
|
HR30N
|
HR45N
|
HS
|
σb
|
HV
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
|
370
360
350
340
330
320
310
300
295
290
285
280
275
270
265
260
255
250
245
240
230
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
95
90
85
|
350
341
331
322
313
303
294
284
280
275
270
265
261
256
252
247
243
238
233
228
219
209
200
190
181
171
162
152
143
133
124
114
105
95
90
86
81
|
350
341
331
322
313
303
294
284
280
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265
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238
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209
200
190
181
171
162
152
143
133
124
114
105
95
90
86
81
|
69.2
68.7
68.1
67.6
67.0
66.4
65.8
65.2
65.8
64.5
64.2
63.8
63.5
63.1
62.7
62.4
62.0
61.6
61.2
60.7
－
－
－
－
－
－
－
－
－
―
―
－
－
－
－
－
－
|
－
(109.0)
－
(108.0)
－
(107.0)
－
(105.5)
－
(104.5)
－
(103.5)
－
(102.0)
－
(101.0)
－
99.5
－
98.1
96.7
95.0
93.4
91.5
89.5
87.1
85.0
81.7
78.7
75.0
71.2
66.7
62.3
56.2
52.0
48.0
41.0
|
37.7
36.6
35.5
34.4
33.3
32.3
31.0
29.8
29.2
28.5
27.8
27.1
26.4
25.6
24.8
24.0
23.1
22.2
21.3
20.3
(18.0)
(15.7)
(13.4)
(11.0)
(8.5)
(6.0)
(3.0)
(0.0)
－
－
－
－
－
－
－
－
－
|
53.6
52.8
51.9
51.1
50.2
49.4
48.4
47.5
47.1
46.5
46.0
45.3
44.9
44.3
43.7
43.1
42.2
41.7
41.1
40.3
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
|
79.2
78.6
78.0
77.4
76.8
76.2
75.6
74.9
74.6
74.2
73.8
73.4
73.0
72.6
72.1
71.6
71.1
70.6
70.1
69.6
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
|
57.4
56.4
55.4
54.4
53.6
52.3
51.3
50.2
49.7
49.0
48.4
47.8
47.2
46.4
45.7
45.0
44.2
43.4
42.5
41.7
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
|
40.4
39.1
37.8
36.5
35.2
33.9
32.5
31.1
30.4
29.5
28.7
27.9
27.1
26.2
25.2
24.3
23.2
22.2
21.1
19.9
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
|
－
50
－
47
－
45
－
42
－
41
－
40
－
38
－
37
－36
－
34
33
32
30
29
28
26
25
24
22
21
20
－
－
－
－
－
－
|
1170(170)
1130(164)
1095(159)
1070(155)
1035(150)
1005(146)
980(142)
950(138)
935(136)
915(133)
905(131)
890(129)
875(127)
855(124)
840(122)
825(120)
805(117)
795(115)
780(113)
765(111)
730(106)
695(101)
670(97)
635(92)
605(88)
580(84)
545(79)
515(75)
490(71)
455(66)
425(62)
390(57)
－
－
－
－
－
|
370
360
350
340
330
320
310
300
295
290
285
280
275
270
265
260
255
250
245
240
230
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
95
90
85
|
a）在本表中用黑體字表示的值與按ASTM－E140表1的硬度轉(zhuǎn)換值一致，由相應(yīng)的SAE－ASM－ASTM
聯(lián)合會列出的。
b）括號里的數(shù)值是超出范圍的，只是提供參考。
利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度
在生產(chǎn)現(xiàn)場，由于受檢測儀器的限制，經(jīng)常使用布氏硬度計測量大型淬火件的硬度。如果想知道該工件的洛氏硬度值，通常的方法是，先測量出布氏硬度值，然后根據(jù)換算表，查出相對應(yīng)的洛氏硬度值，這種方式顯然有些繁瑣。那么，能否根據(jù)布氏硬度計的壓痕直徑，直接計算出工件的洛氏硬度值呢？答案當(dāng)然是肯定的。根據(jù)布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單且容易記住的經(jīng)驗(yàn)公式：HRC =（479-100D）/4，其中D為Φ10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5 ～ -1范圍內(nèi)，該公式在現(xiàn)場用起來十分方便，您不妨試一試。
