硬度的基本知识与各种硬度的详细介绍.docx

硬度的基本知识与各种硬度的详细介绍中文名称：硬度英文名称：grade;hardness硬度的几个定义：定义1：表示磨粒从结合剂中完全脱离的难易程度所属学科：机械工程（一级学科）；磨料磨具（二级学科）；磨料磨具一般名词（三级学科）定义2：水沉淀肥皂的能力，大体反映水中钙、镁离子的含量钙镁浓度的总和称为总硬度，以每升水 含碳酸钙的毫克数或毫克当量表示所属学科：生态学（一级学科）；水域生态学（二级学科）定义3：固体材料对外界物体压陷、刻划等作用的局部抵抗能力，是衡量材料软硬程度的一个指标 所属学科：水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科）材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种 材料软硬的指标由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准各种硬度标准的力学含义不同， 相互不能直接换算，但可通过试验加以对比早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世 界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计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。

目录英文专业名：Hardness基本概念 硬度分类： 钢材的硬度 硬度测定 水的硬度 铅笔硬度 编辑本段英文专业名：Hardness 编辑本段基本概念硬度分为：①划痕硬度主要用于比较不同矿物的软硬程度，方法是选一根一端硬一端软 的棒，将被测材料沿棒划过，根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬定性地说，硬物体划 出的划痕长，软物体划出的划痕短②压入硬度主要用于金属材料,方法是用一定的载荷将 规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬由于压头、 载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显 微硬度等几种③回跳硬度主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落 冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回 跳高度测定）确定材料的硬度早在1822年，Friedric h Mohs提出摩氏硬度计按照他们的软硬 程度分为十级：1）滑石 2）石膏3）方解石4）萤石5）磷灰石6）正长石7）石英8） 黄玉 9）刚玉10）金刚石简单记忆方法：滑石方、萤磷长、石英黄玉刚金刚各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。

试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判 定其硬度的高低这种方法称为锉试法，这种方法不太科学用硬度试验机来试验比较准确，是 现代试验硬度常用的方法常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、 塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力硬度不是一个简单的 物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标硬度试验根据其测试方 法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳 法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法布氏硬度以HB[N（kgf/mm2）]表示（HBS\HBW）（参照 GB/T231 — 1984 ），生产中常用布氏 硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品 的硬度洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同一般 生产中HRC用得最多压痕较小，可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999 ），测量极薄试样。

编辑本段硬度分类：1. 洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标以0.002毫米作为一个硬度单位当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）2. 布氏硬度布氏硬度（HB）一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁洛氏 硬度（HRC） 一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等布氏硬度（HB）是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金 属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径布氏硬度值是载荷除以压痕球形 表面积所得的商一般为：以一定 的载荷将一定大小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）。

测试载荷与测试钢球的直径需根据材料的实际性能再确定3. 维氏硬度维氏硬度试验方法是英国史密斯（R.L.Smith ）和塞德兰德（C.E.Sandland ）于1925年提出 的英国的维克斯—阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong ）公司试制了第一台以此方法进行试验的 硬度计和布氏、洛氏硬度试验相比,维氏硬度试验测量范围较宽，从较软材料到超硬材料， 几乎涵盖各种材料4•里氏硬度里氏硬度是以HL表示，里氏硬度测试技术是由瑞士狄尔马,里伯博士发明的，它是用一 定质量的装有碳化钨球头的冲击体，在一定力的作用下冲击试件表面,然后反弹由于材料硬度不同，撞击后的反弹速度也不同在冲击装置上安装有永磁材料，当冲击体上下运动时，其 外围线圈便感应出与速度成正比的电磁信号，再通过电子线路转换成里氏硬度值5. 肖氏硬度简称HS表示材料硬度的一种标准由英国人肖尔（Albert F.Shore）首先提出应用弹性回跳法将撞销从一定高度落到所试材料的表面上而发生回跳撞销是一只具有尖 端的小锥，尖端上常镶有金刚钻测试数值为lOOOx撞销返回速度/撞销初始速度（即为碰撞前 后的速度比乘以1000）6. 巴氏硬度巴柯尔（Bare ol）硬度（简称巴氏硬度）,最早由美国Barber-Colman 公司提出，是近代国际上 广泛采用的一种硬度门类， 一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下，压入试样表面, 用压针的压入深度确定材料硬度，定义每压入0.0076mm为一个巴氏硬度单位。

巴氏硬度单位 表示为HBa7. 努氏硬度努氏硬度是作为绝对数值而测得的硬度，主要在加工方面使用该数值一般来说，金刚石 的努氏硬度为7000〜8000千克/平方毫米8•韦氏硬度一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下压入试样表面，用压针的压入深度确定材 料硬度，定义0.01mm的压入深度为一个韦氏硬度单位韦氏硬度单位表示为HW编辑本段钢材的硬度金属硬度（Hardness）的代号为H按硬度试验方法的不同，常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC ）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及 HRC较为常用HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等两者区别在于硬度计 之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石HV-适用于显微镜分析维氏硬度（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，即为维氏硬度值（HV）HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试 样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000x VB（回弹速 度）/ VA （冲击速度）。

便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC ）、维氏（HV）、 肖氏（HS ）硬度或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC ）、维氏（HV）、里氏（HL）、 肖氏（HS ）测量硬度值其他1. HRC含意是洛氏硬度C标尺，2. HRC和HB在生产中的应用都很广泛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标尺HRA若硬度低于此范围则用洛氏硬度B标尺HRB布氏硬度上限值HB650,不能高于此值4. 洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准 是150公斤力布氏硬度计之压头为淬硬钢球（HBS）或硬质合金球（HBW），试验载荷随球直径不同而不 同，从3000到31.25公斤力5. 洛氏硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损 检测一类布氏硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类6. 洛氏硬度的硬度值是一无名数，没有单位因此习惯称洛氏硬度为多少度是不正确的) 布氏硬度的硬度值有单位，且和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、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产 中布氏硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐8. 在一定条件下，HB与HRC可以查表互换其心算公式可大概记为：1HRCM0HB 编辑本段硬度测定实践证明，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，硬度值也就越高压入法(布氏、洛氏、维氏)测量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起 的塑性变形的能力回跳法(肖氏、里氏)测量硬度，硬度值代表金属弹性变形功能的大小刻画法测量硬度，硬度值表示金属抵抗表面局部破裂的能力另外,天然水中的钙美含量也用硬度表示•我国规定的硬度是：1L水中含的钙盐，镁盐折合成 CaO和MgO的总量相当于10mgCaO(将MgO也换算成CaO)时，其硬度是1°.水的硬度是水质的重要指标，通常分为五类：很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水0°〜4° 4°〜8°8°〜16° 16° 〜30° >301. 肖氏硬度(HS)=布氏硬度(BHN)/10+122. 肖氏硬度(HS)=洛氏硬度(HRC)+153. 洛氏硬度(HRC)= 布氏硬度(BHN)/10-3硬度测定范围：HSV100HBV500HRCV70HW1300编辑本段水的硬度水的硬度：水中离子沉淀的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+盐类的含量。

单位mmol/1或 mg/l包括：总硬度 碳酸盐硬度 非碳酸盐硬度碳酸盐硬度(暂时硬度):主要成分是钙、镁的酸式碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐，由 于这些盐类一经加热煮沸就会分解成为溶解度很小的碳酸盐沉淀，该硬度大部分可以除去非碳酸盐硬度(永久硬度)：水中的钙、镁的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类的含量，这些 盐类经加热煮沸不会产生沉淀，硬度不变化编辑本段铅笔硬度-6H/5H/4H/3H/2H/H/HB/ B/2B/3B/4B/5 B/6B这是用于涂层硬度的检测，为将一支铅笔以45度夹在“小车”上，加载7.5牛顿力，让其在 涂层上滑动，以铅笔根据铅笔的硬度和涂层上的划痕来判断涂层的硬度硬度试验是机械性。