布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的测量及应用范围.pdf

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1、布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的测量及应用范围编制：姚丽君时间：2013/11/6硬度测量的优点：①简便、快捷；②不破坏试样（非破坏性试验）；③硬度能综合反映材料的强度等其他力学性能；④硬度与耐磨性具有直接关系，硬度越高，耐磨性越好。所以硬度测量应用极为广泛，常把硬度标注于图纸上，作为零件检验、验收的主要依据。测量方法：可采用压入法、加弹法、划痕法等测量方法。生产中常用压入法（有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法等）。（1）布氏硬度：HB（Brinell-hardness)（HBS、HBW）（GB

2、/T231.1-2009《金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法》）布氏硬度测量原理：采用直径为D的球形压头，以相应的试验力F压入材料的表面，经规定保持时间后卸除试验力，用读数显微镜测量残余压痕平均直径d，用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。22HBS（HBW）=F/S=2F/[πD(D-D−d)]HBS——表示用淬火钢球压头测量的布氏硬度值。适用范围：小于450；HBW——表示用硬质合金压头测量的布氏硬度值。适用范围：450~650；布氏硬度表

3、示方法：符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如：120HBS10/1000/30试验力保持时间30s施加的试验力对应的kgf，这里1000kgf=9.807KN硬质合金球直径硬度符号硬度值即：表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。布氏硬度特点：优点：测量数值稳定，准确，能较真实地反映材料的平均硬度；缺点：压痕较大，操作慢，不适用批量生产的成品件和薄形件。布氏硬度测量范围

4、：用于原材料与半成品硬度测量，可用于测量铸铁；非铁金属（有色金属）、硬度较低的钢（如退火、正火、调质处理的钢）（2）洛氏硬度：HR（Rockwellhardness）（GB/T230.1-2009《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）》）洛氏硬度测量原理：用金刚石圆锥或淬火钢球压头，在试验压力F的作用下，将压头压入材料表面，保持规定时间后，去除主试验力，保持初始试验力，用残余压痕深度增量计算硬度值，实际测量时，可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度

5、的数值。HR=K-h/0.002K—常数，金刚石压头取值100，球形压头取值130洛氏硬度表示方法：如：70HR30TW使用球形压头的类型W：硬质合金球S：钢球洛氏标尺符号（见标准）硬度符号硬度值洛氏硬度测量条件：洛氏硬度可以测量从软到硬较大范围的硬度值，根据被测对象硬度值大小不同，可用不同的压头和试验力，如下表。常用洛氏硬度的试验条件和应用范围硬度符号压头类型总试验力F/N硬度范围应用举例（kgf）oHRA120金刚石圆锥588.4(60)20~88硬质合金、碳化物、浅层表面硬化钢等HRBφ1

6、.588mm淬火钢球980.7(100)20~100退火、正火钢，铝合金、铜合金、铸铁oHRC120金刚石圆锥1471(150)20~70淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢洛氏硬度特点：优点：测量迅速、简便、压痕小、硬度测量范围大缺点：数据准确性、稳定性、重复性不如布氏硬度洛氏硬度测量范围：可用于成品和薄件，但不宜测量组织粗大不均匀的材料（如上表所示）。（3）维氏硬度：HV（diamondpenetratorhardness）（GB/T4340.1-2009《金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法》

7、）维氏硬度测量原理：o与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136金刚石正四棱锥压头，以规定的试验力F压入材料的表面，保持规定时间后卸除试验力，用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值。维氏硬度表示方法：如：640HV30/20试验力保持时间20s试验力（见标准）此处30kgf=294.2N硬度符号硬度值维氏硬度特点：测量范围大，可测量硬度为10~1000HV范围的材料；量压痕小。维氏硬度应用：可测量较薄的材料和渗碳、渗氮等表面硬化层。总结：◆上述各种硬度测量法，相互间没有理论换算关系，故试

8、验结果不能直接进行比较，应查阅硬度换算表进行比较。◆各种硬度的换算经验公式：硬度在200~600HBS时：1HRC相当于10HBS；硬度小于450HBS时：1HBS相当于1HV◆利用布氏硬度压痕直径直接换算出工件的洛氏硬度：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，方便现场使用参考。◆实际换算参考：DIN5015