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。维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度对照表如下:
常用HV=HB=HRC硬度对照表
|
抗拉强度 (N/mm2) |
维氏硬度 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 |
本表数据来自德国标准DIN50150
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。
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。
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HBS或HBW表示。
| 硬度符号 |
压头类型
|
总试验力 F/N(kgf)
|
硬度范围
|
应用举例
|
| HRA |
120°金刚石圆锥
|
588.4(60)
|
20~88
|
硬质合金、碳化物、浅层表面硬化钢等
|
| HRB |
Ø1.588mm淬火钢球
|
980.7(100)
|
20~100
|
退火、正火钢、铝合金、铜合金、铸铁
|
| HRC |
120°金刚石圆锥
|
1471(150)
|
20~70
|
淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢
|
HRC标尺的使用范围是20~70HRC。当硬度值小于20HRC时,因为压头的圆锥部分压入太多,灵敏度下降,这时应改用HRB标尺;当试样硬度大于67HRC时,压头尖端承受的压力过大,金刚石容易损坏,压头寿命会大大缩短,因此一般应改用HRA标尺。
洛氏硬度试验操作简便、迅速、压痕小,可测试成品表面及较硬、较薄的工件。因压痕小,对于组织和硬度不均匀的材料,硬度值波动较大,准确性不如布氏硬度高。洛氏硬度用于测定钢铁、有色金属、硬质合金等的硬度。
维氏硬度测量原理与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136°金刚石正四棱锥压头,以规定的试验力F压入材料的表面,保持规定时间后卸除试验力,用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值,标记符号为HV。
用一定质量的装有碳化钨球头的冲击体,在一定力的作用下冲击试件表面,然后反弹。由于材料硬度不同,撞击后的反弹速度也不同。在冲击装置上安装有永磁材料,当冲击体上下运动时,其外围线圈便感应出与速度成正比的电磁信号,再通过电子线路转换成里氏硬度值,符号标记为HL。
里氏硬度仪无需工作台,其硬度传感器小如一只笔,可用手直接操作,无论是大、重型工件还是几何尺寸复杂的工件都能容易地检测。
里氏硬度另外一个优点是对产品表面损伤很轻,有时可作为无损检测;对各个方向,窄小空间及特殊部位硬度测试具有独特性。
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