布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV),它们的值表示材料表面抵抗硬物侵入的能力。里氏硬度(HL)和肖氏硬度(HS)属于回弹硬度试验,它们的值表示金属弹性变形做功的大小。因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料弹性、塑性、强度和韧性的综合性能指标。 1、钢材的硬度:金属硬度()的代号为H。根据硬度试验方法不同, ●常规表示法有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中较常用的是HB和HRC。 ●HB适用范围较广,HRC适用于表面硬度要求较高的材料,如热处理硬度。两者的区别在于硬度计的探头不同。 布氏硬度计的探头是钢球,而洛氏硬度计的探头是金刚石。●HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV)用载荷不大于120kg、顶角为136°的金刚石方锥压头压入材料表面,用材料压痕的表面积除以载荷值,即可得到维氏硬度值(HV)。●HL便携式硬度计,测量方便。冲击球头冲击硬度表面后弹起;以冲头距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度之比计算硬度。公式为:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/VA(冲击速度)。
便携式里氏硬度计经过里氏(HL)测量后,可折算成布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或者利用里氏原理,直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。2、HB——布氏硬度;布氏硬度(HB)一般用于材料较软时,如有色金属、钢材热处理前或退火后。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等。布氏硬度(HB)是将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球以一定大小的试验载荷压入被测金属表面,保持规定的时间,然后卸荷,测量被测表面压痕的直径。 布氏硬度值是载荷除以压痕球的表面积所得的商。通常用一定尺寸(直径一般为10mm)的淬硬钢球,以一定的载荷(一般为10mm)压入材料表面,保持一段时间,卸除载荷后,载荷与其压痕面积之比即为布氏硬度值(HB),单位为千克力/平方毫米(N/mm2)。3、洛氏硬度是根据压痕塑性变形深度确定的硬度指标,以0.002mm为一个硬度单位,当HB>450或试样太小时,不能用布氏硬度试验,而用洛氏硬度测量。 它是利用顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球在一定的载荷下压入被测材料表面,根据压痕的深度计算出材料的硬度。
根据试验材料的硬度,有三种不同的标度来表示: HRA:是使用60kg荷重、金刚石锥形压头所得到的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB:是使用100kg荷重、直径1.58mm淬硬钢球所得到的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC:是使用150kg荷重、金刚石锥形压头所得到的硬度,用于硬度非常高的材料(如淬火钢等)。 另外: 1.HRC表示洛氏硬度C标度, 2.HRC与HB在生产中应用广泛 3.HRC适用范围HRC 20-67,相当于HB225-650 若硬度高于此范围,则用洛氏硬度A标度HRA。 若硬度低于此范围,则用洛氏硬度B标尺HRB。布氏硬度的上限是HB650,不能高于此值。4、洛氏硬度计C标尺的压头为金刚石圆锥体,顶角为120度,试验载荷为定值,中国标准为。布氏硬度计的压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW),试验载荷随球直径不同而变化,范围为3000~31.25kgf。5、洛氏硬度的压痕很小,测得的数值是局部性的,需测几个点求平均值,适用于成品和薄片,属于无损检测。布氏硬度的压痕较大,测得的数值准确,不适用于成品和薄片,一般不属于无损检测。
6、洛氏硬度的硬度值是一个无单位的无名数。(因此,把洛氏硬度称为某种度数是不正确的。)布氏硬度的硬度值有单位,与抗拉强度有一定的近似关系。7、洛氏硬度直接在表盘上显示或以数字显示,操作方便,快捷直观,适合大批量生产。布氏硬度需用显微镜测出压痕直径,然后查表或计算,操作繁琐。8、在一定条件下,HB与HRC可以通过查表互换,心算公式可粗略记为:1HRC≈1/10HB。硬度试验是力学性能试验中最简单、最可行的试验方法。为了用硬度试验代替某些力学性能试验,生产中需要有较准确的硬度与强度的换算关系。实践证明,金属材料各种硬度值之间、硬度值与强度值之间存在着近似的对应关系。 因为硬度值是由初始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料强度越高,塑性变形抗力越大,硬度值也越高。