金属材料的硬度硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。它是衡量材料软硬的指标。

 

按测试方法的不同,硬度分为三种类型。

 

①划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度,方法是选一根一端硬一端软的棒,将被测材料沿棒划过,根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说,硬物体划出的划痕长,软物体划出的划痕短。

 

②压入硬度。主要用于金属材料,方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料,以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同,压入硬度有多种,主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。

 

③回跳硬度。主要用于金属材料,方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样,并以试样在冲击过程中储存(继而释放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度测定)确定材料的硬度。

 

常用HV=HB=HRC硬度对照表

常见黑色金属硬度对照表(强度近似换算)

硬度分类

抗拉强度

N/mm2

洛氏

维氏

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近似换算小窍门

硬度高于20HRC 1HRC10HB

硬度低于20HRC,1HRC11.5HB

备注:对于切削加工,基本可统一换算1HRC10HB工件材料硬度有波动范围)

 

 

 

金属材料最常见到的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度属于压入硬度,硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力;回跳法(肖氏、里氏)测量硬度,硬度值代表金属弹性变形功能的大小。

 

 

 

 
布氏硬度 Brinell Hardness

 

 

用直径D的淬火钢球或硬质合金球作压头,以相应的试验力F压入试件表面,经规定的保持时间后,卸除试验力,得到一直径为d的压痕。用试验力除以压痕表面积,所得值即为布氏硬度值,符号用HBSHBW表示。

 

金属硬度解读,附:常用硬度对照表

 

HBS和HBW的区别是压头的不同。HBS表示压头为淬硬钢球,用于测定布氏硬度值在450以下的材料,如软钢、灰铸铁和有色金属等。HBW表示压头为硬质合金,用于测定布氏硬度值在650以下的材料。

 

同样的试块,当其它试验条件完全相同的情况下,两种试验结果不同,HBW值往往大于HBS值,而且并无定量的规律所循。

 

2003年以后,我国已经等效采用国际标准,取消了钢球压头,全部采用硬质合金球头。因此HBS停止使用,全部用HBW表示布氏硬度符号。很多时候布氏硬度仅用HB表示,指的就是HBW。不过在文献论文中HBS仍时有所见。