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一、硬度简介：
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1. 布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 2. 洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： • HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
• HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 • HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
3. 维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。
注：洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。 洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)；标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf)；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。 二、硬度对照表：
根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。 抗拉强度 维氏硬度 布氏硬度 洛氏硬度 Rm HV HB HRC N/mm2 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 1255 1290 1320 1350 1385 1420 1455 1485 1520 1555 1595 1630 1665 1700 1740 1775 1810 1845 1880 1920 1955 1995 2030 2070 2105 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 361 371 380 390 399 409 418 428 437 447 (456) (466) (475) (485) (494) (504) (513) (523) (532) (542) (551) (561) (570) (580) (589) (599) 38.8 39.8 40.8 41.8 42.7 43.6 44.5 45.3 46.1 46.9 47.7 48.4 49.1 49.8 50.5 51.1 51.7 52.3 53.0 53.6 54.1 54.7 55.2 55.7 56.3 56.8 2145 2180 抗拉强度 Rm N/mm2 1030 1060 1095 1125 640 650 660 670 680 690 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 维氏硬度 HV 320 330 340 350 (608) (618) 布氏硬度 HB 304 314 323 333 57.3 57.8 58.3 58.8 59.2 59.7 60.1 61.0 61.8 62.5 63.3 64.0 64.7 65.3 65.9 66.4 67.0 67.5 68.0 洛氏硬度 HRC 32.2 33.3 34.4 35.5 1115 1190 1220 1255 1290 1320 1350 1385 1420 1455 1485 1520 1555 1595 1630 1665 1700 1740 1775 1810 1845 1880 1920 1955 1995 2030 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 342 352 361 371 380 390 399 409 418 428 437 447 (456) (466) (475) (485) (494) (504) (513) (523) (532) (542) (551) (561) (570) (580) 36.6 37.7 38.8 39.8 40.8 41.8 42.7 43.6 44.5 45.3 46.1 46.9 47.7 48.4 49.1 49.8 50.5 51.1 51.7 52.3 53.0 53.6 54.1 54.7 55.2 55.7 2070 2105 2145 2180 620 630 640 650 660 670 680 690 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 (589) (599) (608) (618) 56.3 56.8 57.3 57.8 58.3 58.8 59.2 59.7 60.1 61.0 61.8 62.5 63.3 64.0 64.7 65.3 65.9 66.4 67.0 67.5 68.0 硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，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
硬度測定範圍: HS<100 HB<500 HRC<70 HV<1300 硬度換算表 HV 940 920 900 880 HRC 68 HBS HV 560 550 540 530 HRC 53 52.3 51.7 51.1 HBS HV 300 HRC 29.8 29.2 28.5 27.8 HBS 284 280 275 270 67.5 67 505 496 488 295 290 285 66.4 860 840 820 800 780 760 740 720 700 690 680 65.9 65.3 64.7 64 520 510 500 490 480 470 460 450 440 430 420 50.5 49.8 49.1 48.4 47.7 46.9 46.1 45.3 44.5 43.6 42.7 480 473 465 456 448 441 433 425 415 405 397 280 275 270 265 260 255 250 245 240 230 220 27.1 26.4 25.6 24.8 24 23.1 22.2 21.3 20.3 18 15.7 265 261 256 252 247 243 238 233 228 63.3 62.5 61.8 61 60.1 59.7 59.2 670 660 650 640 630 620 610 600 590 580 570 58.8 58.3 57.8 57.3 56.8 56.3 55.7 55.2 54.7 54.1 53.6 410 400 390 380 370 360 350 340 330 320 310 41.8 40.8 39.8 38.8 37.7 36.6 35.5 34.4 33.3 32.2 31 388 379 369 360 350 341 331 322 313 303 294 210 200 190 180 170 160 13.4 11 8.5 6 3 0
附录G 钢的硬度值换算（续）
表1 钢的维氏硬度（HV）与其他硬度和强度的近似换算值a（续） 氏 硬 度 维 10－mm钢球 3000－kg负荷 布氏硬度b洛氏硬度b 表面洛氏硬度 氏 硬 度 肖表面金刚石圆锥压头标尺钨－硬 标尺 钢球 标准质 A. 标尺 100-kg负荷100-kg负荷合金钢球 金刚圆锥压头 60-kg负荷 金刚圆锥压头金刚圆锥压头 标尺 负荷 15－kg 金刚圆负荷 锥压头 15-N100-kgHRD标尺 标尺 30－kg 负荷 30-NHR30N 标尺 45-kg 负荷 45-NHR45N （近似值） Mpa (1000psi) 抗拉强度 氏 硬 度 维HV HBS HBWHRA HRB HRC HR15N HS σb HV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 360 350 340 330 320 310 300 370 341 331 322 313 303 294 284 350 341 331 322 313 303 294 284 350 68.7 68.1 67.6 67.0 66.4 65.8 65.2 69.2－(109. － 0)(108. － 0)(107. 36.6 35.5 34.4 33.3 32.3 31.0 29.8 37.7 52.8 51.9 51.1 50.2 49.4 48.4 47.5 53.6 78.6 78.0 77.4 76.8 76.2 75.6 74.9 79.2 56.4 55.4 54.4 53.6 52.3 51.3 50.2 57.4 39.1 37.8 36.5 35.2 33.9 32.5 31.1 40.4 50 － 47 － 45 － 42 － 1130(164) 1095(159) 1070(155) 1035(150) 1005(146) 980(142) 950(138) 1170(170) 360 350 340 330 320 310 300 370 290 285 280 275 270 265 260 255 250 245 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 295 275 270 265 261 256 252 247 243 238 233 228 219 209 200 190 181 171 162 152 143 133 124 114 105 95 280 275 270 265 261 256 252 247 243 238 233 228 219 209 200 190 181 171 162 152 143 133 124 114 105 95 280 64.5 64.2 63.8 63.5 63.1 62.7 62.4 62.0 61.6 61.2 60.7 － － － － － － － － － ― ― － － － 65.8 － 0)(105. － 5)(104. － 5)(103. － 5)(102. － 0)(101. － 99.5 － 98.1 96.7 95.0 93.4 91.5 89.5 87.1 0) 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) － － － － － － 29.2 46.5 46.0 45.3 44.9 44.3 43.7 43.1 42.2 41.7 41.1 40.3 － － － － － － － － － － － － － － 47.1 74.2 73.8 73.4 73.0 72.6 72.1 71.6 71.1 70.6 70.1 69.6 － － － － － － － － － － － － － － 74.6 49.0 48.4 47.8 47.2 46.4 45.7 45.0 44.2 43.4 42.5 41.7 － － － － － － － － － － － － － － 49.7 29.5 28.7 27.9 27.1 26.2 25.2 24.3 23.2 22.2 21.1 19.9 － － － － － － － － － － － － － － 30.4 41 － 40 － 38 － 37 －36 － 34 33 32 30 29 28 26 25 24 22 21 20 － － － － － 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) － － 935(136) 290 285 280 275 270 265 260 255 250 245 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 295 90 85 95 86 81 90 86 81 90 － － － 81.7 78.7 75.0 71.2 66.7 62.3 56.2 52.0 48.0 41.0 85.0 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － 90 85 95a）在本表中用黑体字表示的值与按ASTM－E140表1的硬度转换值一致，由相应的SAE－ASM－ASTM 联合会列出的。
b）括号里的数值是超出范围的，只是提供参考。
利用布氏硬度压痕直径直接换算出工件的洛氏硬度
在生产现场，由于受检测仪器的限制，经常使用布氏硬度计测量大型淬火件的硬度。如果想知道该工件的洛氏硬度值，通常的方法是，先测量出布氏硬度值，然后根据换算表，查出相对应的洛氏硬度值，这种方式显然有些繁琐。那么，能否根据布氏硬度计的压痕直径，直接计算出工件的洛氏硬度值呢？答案当然是肯定的。根据布氏硬度和洛氏硬度换算表，可归纳出一个计算简单且容易记住的经验公式：HRC =（479-100D）/4，其中D为Φ10mm钢球压头在30KN压力下压在工件上的压痕直径测量值。该公式计算出的值与换算值的误差在0.5 ～ -1范围内，该公式在现场用起来十分方便
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