金屬材料的硬度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。

常用HV=HB=HRC硬度對照表

抗拉強(qiáng)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(shù)據(jù)來自德國標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)。按測試方法的不同，硬度分為三種類型。

①劃痕硬度。主要用于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，將被測材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)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。主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)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。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時(shí)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。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲(chǔ)存（繼而釋放）應(yīng)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于壓入硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時(shí)所引起的塑性變形的能力；回跳法（肖氏、里氏）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(zhì)合金球作壓頭，以相應(yīng)的試驗(yàn)力F壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，得到一直徑為d的壓痕。用試驗(yàn)力除以壓痕表面積，所得值即為布氏硬度值，符號(hào)用HBS或HBW表示。

HBS和HBW的區(qū)別是壓頭的不同。HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用于測定布氏硬度值在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(zhì)合金，用于測定布氏硬度值在650以下的材料。

同樣的試塊，當(dāng)其它試驗(yàn)條件完全相同的情況下，兩種試驗(yàn)結(jié)果不同，HBW值往往大于HBS值，而且并無定量的規(guī)律所循。

2003年以后，我國已經(jīng)等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)，取消了鋼球壓頭，全部采用硬質(zhì)合金球頭。因此HBS停止使用，全部用HBW表示布氏硬度符號(hào)。很多時(shí)候布氏硬度僅用HB表示，指的就是HBW。不過在文獻(xiàn)論文中HBS仍時(shí)有所見。

布氏硬度測量法適用于鑄鐵、非鐵合金、各種退火及調(diào)質(zhì)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?1.588mm和?3.176mm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）先后作用下壓入試樣，在總載荷作用后，以卸除主載荷而保留主載荷時(shí)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(yàn)采用三種試驗(yàn)力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應(yīng)于洛氏硬度的9個(gè)標(biāo)尺。這9個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)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(yīng)用最廣。

常用洛氏硬度試驗(yàn)規(guī)范表

硬度

符號(hào)

壓頭類型

總試驗(yàn)力

F/N（kgf）

硬度

范圍

應(yīng)用舉例

HRA

120 ° 金剛石

圓錐

588.4(60)

20~88

硬質(zhì)合金、碳化物、

淺層表面硬化鋼等

HRB

?1.588mm

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(diào)質(zhì)鋼、深

層表面硬化鋼

HRC標(biāo)尺的使用范圍是20~70HRC。當(dāng)硬度值小于20HRC時(shí)，因?yàn)閴侯^的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時(shí)應(yīng)改用HRB標(biāo)尺；當(dāng)試樣硬度大于67HRC時(shí)，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會(huì)大大縮短，因此一般應(yīng)改用HRA標(biāo)尺。

洛氏硬度試驗(yàn)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，對于組織和硬度不均勻的材料，硬度值波動(dòng)較大，準(zhǔn)確性不如布氏硬度高。洛氏硬度用于測定鋼鐵、有色金屬、硬質(zhì)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。采用相對面夾角為136°金剛石正四棱錐壓頭，以規(guī)定的試驗(yàn)力F壓入材料的表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值，標(biāo)記符號(hào)為HV。

維氏硬度測量范圍大，可測量硬度為10~1000HV范圍的材料，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。

里氏硬度 Leeb Hardness

用一定質(zhì)量的裝有碳化鎢球頭的沖擊體，在一定力的作用下沖擊試件表面，然后反彈。由于材料硬度不同，撞擊后的反彈速度也不同。在沖擊裝置上安裝有永磁材料，當(dāng)沖擊體上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其外圍線圈便感應(yīng)出與速度成正比的電磁信號(hào)，再通過電子線路轉(zhuǎn)換成里氏硬度值，符號(hào)標(biāo)記為HL。

里氏硬度儀無需工作臺(tái)，其硬度傳感器小如一只筆，可用手直接操作，無論是大、重型工件還是幾何尺寸復(fù)雜的工件都能容易地檢測。

里氏硬度另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對產(chǎn)品表面損傷很輕，有時(shí)可作為無損檢測；對各個(gè)方向，窄小空間及特殊部位硬度測試具有獨(dú)特性。

來源 ：金屬材料的世界（ID：ijinshu）

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