不同硬度换算

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1、硬度调查报告硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，是一种客观存在的、独立的抗力指标。它是材料强度、弹性、塑性、韧性等许多不同力学性能的综合反应。材料硬度值的大小不仅取决于金属本身的成分、组织及工艺过程，还取决于测量的条件和方法。材料的硬度分为划痕硬度、压入硬度和回跳硬度，在工程中，金属材料的硬度通常用压入硬度来表征。常用的压入硬度包括布氏硬度，洛氏硬度和维氏硬度等。不同种类的硬度有不同的实用范围，如图1所示。在各种压入硬度中，洛氏硬度没有单位，以测量压痕塑性变形深度来计算洛氏硬度值。布氏硬度和维氏硬度的值均为压痕表面单位面积上所承受的平均压力，不同的是布氏硬度

2、使用球形硬质合金压头，而维氏硬度使用正四棱锥金刚石压头。图1几种不同压入硬度范围[1]一、不同种类压入硬度的换算在实际应用中，我们获得硬度可能是通过几种不同的测试方法得来的，为了便于比较，需要对不同的硬度进行换算。目前为止，人们已经对硬度的换算展开了一些研究，但是大多数换算公式是在实际经验的指导下提出，并没有形成一个公认得换算体系。以下是国内在硬度换算方面的一些研究成果。1.努氏硬度与维氏硬度的换算1.1林世杰等人[2]以相同硬度的物体对努氏维氏两种压头具有相等的抗力为依据，分别对维氏努氏两种压头在加载荷下的应力进行推导，再根据σHK=σHV得出HV=0.968

3、HK本公式是在低载荷下测得，误差比较大。此外在硬度值大于HV900时此公式误差很大，失去参考价值。1.2王庆山[3]经过推导与修正提出努氏硬度与维氏硬度的换算公式为经实际数据验证，该公式的最大相对换算误差为0.75%，具有较高的参考价值。2.洛氏硬度与维氏硬度的换算2.1胡树兵[4]对Hans·Qvarnstorm提出的TheQvarnstorm换算公式进行修正后得出洛氏硬度与维氏硬度的换算公式为：HV在520以上HV在200~520范围内此公式用我国公布的黑色金属硬度标准数据进行换算，其HRC误差基本上在±0.4HRC范围内，其最大误差也仅士0.9HRC，计算

4、的HV误差最大为±15HV。2.2林世杰[5]根据不同压头所受应力σHRC=σHV，通过对洛氏硬度与维氏硬度压痕深度关系曲线的分析得出公式本公式与国家标准实验换算值对照,换算式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。2.3陈博健[6]根据实际的实验数据利用线性回归的方法对洛氏硬度与维氏硬度的换算进行探讨，得出公式：329﹤HV﹤517本公式使用范围小，误差较大，但计算简便，在对精度要求不高时可以使用。3.洛氏硬度与布氏硬度的换算3.1林世杰[5]对布氏压痕和洛氏压痕深度关系进行分析，根据压头的应力σHRC=σHB得出换算公式计算结果与国家标准实验值对照，换算

5、式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。3.2陈博健[6]根据实际实验数据用线性回归法得到公式323﹤HB﹤501公式误差偏大，使用范围偏小，但计算简便，在对精度要求不高的情况下可以使用。4.布氏硬度与维氏硬度的换算林世杰[5]还研究了布氏硬度与维氏硬度的关系，同样根据σHB=σHV得出公式此公式换算结果与国家标准换算值对照，换算误差为±2HV。5.努氏硬度与洛氏硬度的换算因为努氏硬度与洛氏硬度的对应曲线类似于抛物线[7]，故由曲线得出近似的换算公式为此公式比较精确，可以作为使用参考。二、载荷对硬度值的影响一般说来，载荷（试验力）小，压痕就小，样品表面粗糙

6、度对压痕形貌影响较大，造成测量误差大。载荷越大，压入的深度就越大，对样品的表面粗糙度要求就越低，反映材料综合硬度指标的真实性就越高[1]。但是，载荷过大时，样品表面的压痕边缘容易出现破碎，造成测量误差变大，影响测量精度。因此，在选择硬度标尺时，应该尽可能地选用合适的载荷。同一样品，不同载荷下测得的硬度值也是有差别的。对于宏观维氏硬度来说，不同载荷下测得的硬度值相差不大，分散度随载荷的增加而减小[8]。对于显微硬度来说，小载荷下测得的硬度值要比大载荷下测得的值大，文献[9]中数据证明了这一结论。以维氏硬度为例，不同载荷下显微硬度的换算关系[10]如下：HV0、HV

7、—不同载荷下的维氏硬度值F0、F—不同载荷K—与材料相关的常数此公式根据迈耶经验公式F=b×dK推导，式中F为载荷，b为与材料相关常数，d为压痕尺寸。同理可以推导不同载荷下努氏硬度换算公式如下：三、其他因素对硬度的影响1.压头尺寸压头尺寸越大，对组织局部的不均匀性的敏感度就越低，所以应该选择尽量大尺寸的压头[1]。但大尺寸的压头对材料的表面形貌影响越大，因此要折中考虑。在相同条件下，努普压头的使用寿命要比维氏压头长，努氏硬度测量精度也比维氏硬度度高且结果稳定[9]，因此尽量选用努普压头。2.加载时间和保载时间以洛氏硬度为例，在有预载的情况下，加载时间和保载时间的

8、不同对于洛氏硬度值的影响