硬度的基本知識與各種硬度的詳細(xì)介紹

1、硬度的基本知識與各種硬度的詳細(xì)介紹-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI) JINGBIAN硬度的基本知識與各種硬度的詳細(xì)介紹中文名稱：硬度英文名稱：grade;hardness硬度的兒個(gè)定義：定義表示磨粒從結(jié)合劑中完全脫離的難易程度。所屬學(xué)科：機(jī)械工程（一級學(xué)科）；磨料磨具（二級學(xué)科）；磨料磨具一般名詞（三級學(xué)科）定義2：水沉淀肥皂的能力，大體反映水中鈣、鎂離子的含量。鈣鎂濃度的總和稱為總硬 度，以每升水含碳酸鈣的毫克數(shù)或毫克當(dāng)量表示。所屬學(xué)科：生態(tài)學(xué)（一級學(xué)科）；水域生態(tài)學(xué)（二級學(xué)科）定義3：固體材料對外界物體壓陷、刻劃等作用的局部抵抗能力，是衡量材料軟硬程度的 一個(gè)指標(biāo)

2、。所屬學(xué)科：水利科技（一級學(xué)科）；工程力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料（二級學(xué)科）；工程力學(xué)（水 利）（三級學(xué)科）材料局部抵抗硬物壓入其表而的能力稱為硬度。固體對外界處入侵的局部抵抗能力，是比較各 種材料軟硬的指標(biāo)。由于規(guī)左了不同的測試方法，所以有不同的硬度標(biāo)準(zhǔn)。各種硬度標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)含義 不同，相互不能直接換算，但可通過試驗(yàn)加以對比。早在1822年，F(xiàn)riedrich mohs提出用10種礦物來 衡量世界上最硬的和最軟的物體，這是所謂的厚氏駛度計(jì)。硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡單易行的 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(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的 換算關(guān)系。目錄英文專業(yè)名：Ha

3、rdness基本概念 硬度分類： 鋼材的硬度 硬度測定 水的硬度 鉛筆硬度編輯本段英文專業(yè)名:Hardness編輯本段基本概念硬度分為：劃痕硬度。主要用于比較不同翌囪的軟硬程度，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。壓入硬度。主要用于金屬材方法是用一定的壘將規(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兒種?；靥捕?。主要用 于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定

4、高度自山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。早在1822年，F(xiàn)riedrich Mohs提出摩氏硬度訃。按照他們的軟硬程度分為十級：1）滑石2）石膏3）方解石4）螢石5）磷灰宕6）正長石7）石英8）黃玉9）剛玉10）金剛石簡單記憶方法：滑石方、螢磷長、石英黃玉剛金剛。各級之間硬度的差異不是均等的，等級之間只表示硬度的相對大小。試驗(yàn)鋼鐵碾度的最普通方法是用也在工件邊緣上鋰擦川I其表面所呈現(xiàn)的擦痕深 淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為鋰試法，這種方法不太科學(xué)。用硬度試驗(yàn)機(jī)來 試驗(yàn)比較準(zhǔn)確，是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法。常

5、用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏碩 度和維氏硬度等測試方法硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗 彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。 硬度不是一個(gè)簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和鈕住等力學(xué)性能的綜合 指標(biāo)。硬度試驗(yàn)根據(jù)其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏 硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等 多種方法。布氏硬度以 H BN（kgf/mm2）表示（HBS'HBW）（參照 GB/T231 -1984 ）,生產(chǎn)中 常用布氏硬度法測定經(jīng)退火、止火和調(diào)質(zhì)的鋼

6、件,以及鑄鐵、冇色金屬、低合金結(jié)構(gòu) 鋼等毛胚或半成品的硬度。洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測量范圍和應(yīng)用范圉也不 同。一般生產(chǎn)中HRC用得最多。壓痕較小，可測較薄的材料和硬的材料和成品件的硬 度。維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測量極薄試樣。編輯本段硬度分類：1. 洛氏硬度是以壓痕塑性變形深度來確定鯉度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個(gè)硬度單位。當(dāng) HB>450或者試樣過小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂 角120。的金剛石圓錐體或直徑為、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表 面，山壓痕的深度求出材料的硬度。

7、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載荷和筮互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：是釆用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（如涇 火鋼等）。2. 布氏硬度布氏硬度（HB）-般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼 鐵。洛氏硬度（HRC） 般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。布氏硬度（HB）是以一定大小的試驗(yàn)載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓 入被測金屬表面，保持規(guī)定

8、時(shí)間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布氏硬度值是 載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷將一定大小的淬硬鋼球壓 入材料表面，保持一段時(shí)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）o測試載荷與測試鋼球的直徑需根據(jù)材料的實(shí)際性能再確定。3. 維氏硬度維氏硬度試驗(yàn)方法是垂國史密斯（）和塞德蘭徳O(shè)于1925年提出的。英國的繼 克斯一阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司試制了第一臺以此方法進(jìn)行試驗(yàn)的硬度 th和布氏、洛氏硬度試驗(yàn)相比,維氏硬度試驗(yàn)測量范圍較寬，從較軟材料到超硬材 料，兒乎涵蓋各種材料。4. 里氏硬度里氏

9、硬度是以H L表示,里氏硬度測試技術(shù)是山瑞士狄爾馬，里伯博士發(fā)明的, 它是用一定質(zhì)量的裝有輕邕球頭的沖擊體，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，再通過電 子線路轉(zhuǎn)換成里氏硬度值。5肖氏硬度簡稱HS。表示材料碩度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國人肖爾（Albert首先提出。應(yīng)用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一 只具有尖端的小錐，尖端上常鑲有金剛鉆。測試數(shù)值為1000X撞銷返回速度/撞銷初始 速度（即為碰撞前后的速度比乘以1000）6. 巴

10、氏硬度巴阿爾（Barcol）硬度（簡稱巴氏換度）,最早由艾國Barber-Colman公司提出，是近代 國際上廣泛采用的一種硬度門類，一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用 下，壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義每壓入0.0076mm為一個(gè) 巴氏硬度單位。巴氏硬度單位表示為HBa。7. 努氏硬度努氏硬度是作為絕對數(shù)值而測得的硬度，主要在加工方面使用該數(shù)值。一般來 說，金剛石的努氏硬度為70008000千克/平方亳米8. 韋氏硬度一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，用壓針的壓入深 度確定材料硬度，定義0.01mm的壓入深度為一個(gè)韋氏硬度單位。韋氏硬度單位表示

11、為HW。編輯本段鋼材的硬度金屬硬度（Hardness）的代號為H。按硬度試驗(yàn)方法的不同，常規(guī)表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中 以HB及HRC較為常用。HB應(yīng)用范圉較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區(qū)別在于 硬度計(jì)之測頭不同，布氏硬度計(jì)之測頭為鋼球，而洛氏硬度訃之測頭為金剛石。HV-適用于顯微鏡分析。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 值（HV）oHL手提式硬度訃,測量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產(chǎn)生彈跳：利用沖 頭在距試樣表面

12、1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計(jì)算硬度，公式：里氏硬度 HL=1000xVB （回彈速度）/ VA （沖擊速度）。便攜式里氏硬度計(jì)用里氏（HL）測量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度?；蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B）、洛氏 （HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測量硬度值。其他含意是洛氏硬度C標(biāo)尺，和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛適用范圍HRC20 67,相當(dāng)于HB225 650若硬度高于此范圍則用洛氏硬度A標(biāo)尺HRA。若硬度低于此范圍則用洛氏硬度B標(biāo)尺HRB。布氏硬度上限值HB650,不能高于此值。4. 洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度

13、的金剛石圓錐，試驗(yàn)載荷為一確定值， 中國標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球（HBS）或硬質(zhì)合金球（HBW）,試驗(yàn)載荷隨球直徑 不同而不同，從3000到公斤力。5. 洛氏硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數(shù)點(diǎn)求平均值，適用成品和薄片， 歸于無損檢測一類。布氏硬度壓痕較大，測量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測一類。6. 洛氏硬度的碩度值是一無名數(shù)，沒有單位。（因此習(xí)慣稱洛氏硬度為多少度是 不正確的。）布氏硬度的硬度值有單位，且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。7. 洛氏硬度直接在表盤上顯示、也可以數(shù)字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于 大量主產(chǎn)中。布氏硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑，然

14、后查表或計(jì)算，操作較繁瑣。&在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：lHRClOHBo編輯本段硬度測定實(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)橛捕戎凳巧狡鹗妓苄宰冃慰沽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。壓入法（布氏、洛氏、維氏）測量硬度，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?；靥ǎㄐな?、里氏）測量硬度，硬度值代表金屬彈性變形功能的大小?？坍嫹y量硬度，硬度值表示金屬抵抗表面局部破裂的能力。另外,天然水中的鈣美含量也用硬度表示.我國規(guī)定的硬度是：1L水中含的

15、鈣鹽，鎂鹽 折合成CaO和MgO的總量相當(dāng)于10mgCaO（將MgO也換算成CaO）時(shí)，其硬度是1°.水的硬度是極的重要指標(biāo)，通常分為五類：很軟水軟水中硬水硬水很硬水0。4。4° 8°8° 16°16° 30°>30°1肖氏硬度（HS）=布氏硬度（BHN）/10+122. 肖氏硬度（HS）=洛氏硬度（HRCJ+153. 洛氏硬度（HRC）=布氏硬度（BHN）/10-3硬度測定范圍：HS<100HB<500HRC<70HV<1300編輯本段水的硬度水的硬度：水中離子沉淀的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+鹽類的含量。單位 mmol/l 或 mg/l包括：總碾度碳酸鹽硬度非碳酸鹽硬度碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）:主要成分是鈣、鎂的酸式碳酸鹽，其次是鈣、鎂的碳酸 鹽，山于這些鹽類一經(jīng)加熱煮沸就會(huì)分解成為溶解度很小的碳酸鹽沉淀，該硬度大部 分可以除去。非碳酸鹽硬度（永久硬度）：水中的鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等鹽類的 含量，這些鹽類經(jīng)加熱煮沸不會(huì)產(chǎn)生沉淀，硬度不變化。編輯本段鉛筆硬度-6H/5H/4H/3H/2H/H/HB/B/2B/3B/4B/