硬度计使用的基本知识

硬度计使用的基本知识

正文： 

硬度换算公式：

1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12 

2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15 

3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV) 

4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3 

硬度测定范围：

HS<100

HB<500

HRC<70

HV<1300 

(80~88)HRA, (85~95)HRB, (20~70)HRC 

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.布氏硬度(HB)

以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)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)。

2.洛氏硬度(HR)

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)。

3 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HV值(kgf/mm2)。

选择合适里氏硬度计的方法

正文： 

1. 选择进口还是国产里氏硬度计？ 

    瑞士PROCEQ公司于1977年发明了里氏硬度计，该公司生产的里氏硬度计是世界一流的，目前世界上许多国家都采用该公司的技术标准作为本国家的计量标准，中国的国家计量标准也是参照PROCEQ公司的技术标准制定的。瑞士PROCEQ公司生产的里氏硬度计的主要特点是一台主机可以配置七种不同类型的冲击装置。进口里氏硬度计在性能上是无可挑剔的，但进口里氏硬度计价格比较贵，购买进口D型标准配置的里氏硬度计约需人民币八万元左右，且出了问题维修不方便。国产里氏硬度计的特点是价格便宜，购买国产D型标准配置的里氏硬度计约需人民币一万多元。但国产里氏硬度计有优劣之分，购买时须慎重选择。

 

2. 如何鉴别里氏硬度计的优劣？

    真正的里氏硬度计是符合国家标准和国际标准且具有互换一致性的。虽然中国有关部门制定了里氏硬度计国家标准，有些生产厂家的技术实力由于达不到生产符合标准里氏硬度计的水平，因此……（查看完整的文章《购买里氏硬度计是要注意它的特征,以免买到假货》）

 

3.如何为自己选择适合的里氏硬度计

    ①了解自己需要测试的工件的规格，及工件的大小、薄厚、表面的粗糙度等物理性质。

    ②工件的材料也会对测试结果产生不同的影响，如铝、铜、工具钢等特殊材料，不同的材料反弹模数即不同，选择冲动装置对测试结果极为重要。

    ③采购里氏硬度计的目地，需要测试的硬度制，HL、HB、HRC、HRB、HV、HS，满足以上条件您就可以购得为您提高工作效率的里氏硬度计。

 

4、里氏硬度计的标定 

    里氏硬度计由于具有携带方便、操作简单、检测迅速和测量准确等特点，在世界范围的工作领域内得到了广泛应用。由于人们的习惯和已延用多年的硬度计量标准，目前在实际进行硬度测试时，普遍使用的还是布氏、洛氏、维氏和肖氏等硬度测试方法。里氏硬度试验方法是近20年才出现的，若完全直接使用里氏硬度试验方法进行硬度测试尚须时日。目前为兼顾里氏硬度计的实用性和传统硬度计量标准的要求，满足硬度测试工作的需要，人们往往要把里氏硬度值转换成布氏、肖氏、洛氏和维氏等硬度值。里氏硬度值是否能直接转换成其它硬度值，这与使用的冲击装置和被测硬度材料是有关系的，建立不同硬度值之间的转换关系，往往需要人们进行大量的工作。 

 

5、里氏硬度计的标准

    里氏硬度计由于具有携带方便、操作简单、检测迅速和测值准确等特点，在金属硬度的检测工作中得到了广泛的应用，国家有关部门也相继颁布了里氏硬度计一系列标准，下面分别做一简单介绍。 

    一、《里氏硬度计技术条件》Z B N 7 1 0 1 0 - 9 0 

    此标准属于行业标准。规定了里氏硬度计的技术条件、试验（检验）方法、检验规则、成套性及标志、包装、随机文件等内容。 

标准规定： 

    1.硬度计应在下列条件下正常工作： 

环境温度0～40℃，相对湿度不大于90％； 

周围环境无振动和无强烈磁场、无腐蚀性介质。 

    2.冲头上碳化钨球的硬度应不低于1500HV。 

    3.误差： 

          示值相对误差不超过±0.8％； 

          示值重复性相对误差应不大于1％。 

    4.里氏硬度与布氏、洛氏、维氏硬度的换算误差见下表Ｅ＝210000Ｎ／ｍｍ2 

    5.成套供应的硬度计应包括：·冲击装置；·显示装置；·φ90×55相当于800±50HL里氏值的硬度块。 

    二、《里氏硬度计》J J G 7 4 7 - 1 9 9 9 

    该标准属于国家计量检定规程。规程中概述了里氏硬度计的试验原理、冲击装置的技术参数、里氏硬度计的技术条件、检定条件和硬度换算对照值。规程的主要特点为： 给出了各种型号冲击装置的主要技术参数。 规定了标准里氏硬度块的技术要求。给出了维氏硬度与里氏硬度在标准试块上的换算值。 给出了布氏硬度与里氏硬度在标准试块上的换算值。 

    三、《金属里氏硬度试验方法》 G B / T 1 7 3 9 4 - 1 9 9 8 

    此标准为国家最新标准.标准中规定了金属里氏硬度试验的试验原理、符号、试样、试验仪器、试验、试验结果处理及试验报告。标准的主要特点为：规定了试样的主要技术指标，包括：表面粗糙度、重量、最小厚度、最小表面硬化层深度和最小曲率半径。说明了对试样进行里氏硬度检验的试验方法。 给出了对于多种材料的里氏硬度与其它硬度的转换表，材料包括：碳钢、铸钢、铸铁、低合金钢、铸铝、铜锌合金、铜锡合金、纯铜。 

    四、《黑色金属硬度及强度换算值》 G B / T 1 1 7 2 - 1 9 9 9 

    该标准为国家标准。标准中列出了黑色金属硬度与强度的换算值，包括的主要钢系有：不锈钢和碳钢、铬钢、铬钒钢、铬镍钢、铬钼钢、铬镍钼钢、铬锰硅钢、超高强度钢。 

    里氏硬度计中所附带的里氏硬度与强度的换算数据是依据该国家标准得到的。 

    相关文章：1、里氏硬度计的测量条件  2、里氏硬度计测试基本原理

洛氏硬度计检定时常见误差及处理方法

正文： 

  洛氏硬度计虽然结构简单，操作方便，但如果长期操作不当，检验硬度失准，将使产品质量受到很大影响，带来不良后果。现将我公司在检定中常见的几种误差及处理方法介绍如下：

一、人为误差。

    （1）操作人员技术熟练程度不够，实践经验较差，应由熟悉硬度计的人员使用；

    （2）加荷过快，持荷时间短，低硬度的零件硬度偏高，而加荷过慢，持荷时间长，硬度偏低，操作时加荷应平整，保持一定加荷时间。

 二、被测零件影响的因素。

    （1）不同的表面光洁度在洛氏硬度测试时，表现出不同的影响。表面光洁度愈低，高硬度测试时其硬度愈高，反之硬度越低，有刀痕的粗糙表面，淬火时首先最快冷却，或很坚硬的表层，硬度值就高。反之，调质件高温回火时，有刀痕的表层组织先转变，抗回火的能力小，硬度值就低。在测试表面光洁度Δ7以下的零件时，必须使用废砂轮精磨，再用锉刀锉磨光滑，或用细的手砂轮磨光，然后揩擦干净。

    （2）热处理零件表面有盐渍、沙子等物，当加负荷时，零件会产生滑移，若有油腻存在，金刚头压入时起润滑作用，减小磨擦，增加压深。这两项原因使所测硬度值偏低。零件测试的部位氧化皮蔬松层薄的硬度值降低，氧化皮致密层厚的硬度值增高。对欲测硬度的零件必须去除氧化皮，揩擦干净，不得有脏物。

    （3）斜面（或锥度）、球面及圆柱体零件对硬度测试的误差较平面大。当压头压入这种零件表面时，压入处四周的抗力比平面小，甚至有偏离、滑移的现象，压深增大，硬度降低。曲率半径愈小，斜度愈大，硬度数值的降低愈显著。金刚石压头也容易损坏。对这类零件要设计专用工作台，使工作台和压头同心。

三、压头的影响。

    （1）金刚石压头不符合技术要求或是使用一段时间后有磨损，操作者如不能判断金刚石的好坏，可由计量测试机构进行检定。

    （2）钢球压头强度和硬度不够，容易产生变形。钢球扳压扁产生永久变形后呈椭圆，短轴垂直于零件表面时，压痕浅，示值高；长轴垂直于零件表面时，压痕加深，示值降低，钢球允差0.002mm。

四、载荷方面。

    （1）初负荷：弹簧和主轴、杠杆和百分表之间有摩擦，造成100N的增大或减小。调整螺丝松旷、调整块移动，顶杆位置不当。起始线有差异，引起初负荷不对。如果初负荷不对，应调整弹簧、主轴、杠杆、百分表等处的配合。调整块的位置移动合适以后，紧固调整螺丝，同时要紧固顶杆位置，初负荷的允差应小于±2%。

    （2）主负荷：杠杆比例不对，吊杆和砝码的配重有误差；主轴、杠杆和砝码有偏斜，均会使主负荷产生误差。杠杆比不对，应进行调整。刀口有磨损应修复或更换，主轴变形要进行校直。主轴、杠杆和砝码偏斜应拨正。各种标尺主负荷的允差小于±0.5%。

五、硬度计安置不正。

    硬度计不处于水平位置，测试硬度时，其值偏低。用水平仪测量水平度，然后垫平硬度计。

六、零件某一测试部位的表面与工作台接触不良，或支承点不稳固。

    这将会产生滑移、滚动、翘起等现象，这不仅使所得结果不准，还会损坏仪器。应根据零件的几何形状设计合适的工作台。

七、周围环境的影响。

    工厂生产用硬度计常会因周围环境受震动的影响，致使仪器结构产生松动，示值不稳定。硬度计应安装在无震动或离震源较远的地方。

相关文章：洛氏硬度计工作原理

洛氏硬度计工作原理

正文： 

   我公司代理各系列的洛氏硬度计，如： 洛氏硬度计HR-150A 、电动洛氏硬度计HRD-150 、便携式洛氏硬度计PHR-1。。等等，以下为洛氏硬度计的基本测试原理。

  洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。

  试验时，先加初试验力，然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。 

  洛氏硬度值由h的大小确定，压入深度h越大，硬度越低；反之，则硬度越高。一般说来，按照人们习惯上的概念，数值越大，硬度越高。因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号HR表示。 由此获得的洛氏硬度值HR为一无名数，试验时一般由试验机指示器上直接读出。 洛氏硬度的三种标尺中（洛氏硬度计标尺的选择），以HRC应用最多，一般经淬火处理的钢或工具都采用HRC测量。在中等硬度情况下，洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间关系约为1：10，如40HRC 相当于400HBS 。如50HRC，表示用HRC标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有效测量范围内（HRC为20－70）为有效。

相关文章：硬度计使用的基本知识          冲压件硬度的检测方法

洛氏硬度计标尺的选择

正文：洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9种组合，对应于洛氏硬度的9个标尺。这9个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。最常用标尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。HRB标尺用于测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。HRF标尺用于测试纯铜、较软的铜合金和硬铝合金。HRA标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一般只限于测试硬质合金和簿硬钢带材料。 

    表面洛氏硬度试验采用三种试验力，两种压头，它们有6种组合，对应于表面洛氏硬度的6个标尺。表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充，在采用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时，就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压头，采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力，就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果。表面洛氏硬度的N标尺适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD测试的材料；T标尺适用于类似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG测试的材料。

    洛氏硬度计和表面洛氏硬度计的标尺通常按材料种类、材料厚度和标尺的刻度范围三方面的因素来选择，具体选择方法叙述如下：

1、按材料种类选择

    美国标准ASTM E18给出了根据不同种类的材料，选择洛氏硬度标尺的参考表。如表一所示：

    事实上，所有黑色金属材料均可利用洛氏硬度计测试其硬度，但有种材料除外，第一种是应在显微维氏硬度计上测试的极薄材料，另一种是应采用布氏硬度计的粗晶粒或组织不均匀的材料。

1.1 淬火钢和回火钢

    淬火钢和回火钢的硬度试验主要采用HRC标尺。如果材料较薄，不宜采用HRC标尺时，可以改用HRA标尺。如果材料更薄，可以采用表面洛氏硬度计HR15N、HR30N或HR45N标尺。

1.2 表面硬化钢

    在工业生产中，有时要求工件芯部具有良好的韧性，又要求其表面具有高的硬度和耐磨性，这时就要采用高频淬火、化学渗碳、渗氮、碳氮共渗等工艺对工件进行表面硬化处理，表面硬化层的厚度一般在0.几~几.mm。对于表面硬化层较厚的材料，可以采用HRC标尺测试其硬度，对于中等厚度的表面硬化钢，可采用HRD或HRA标尺，对于薄的表面硬化层应采用表面洛氏硬度HR15N、HR30N、HR45N标尺。

1.3 退火钢、正火钢、软钢

    许多钢铁材料都是以退火状态出厂的，一些冷轧钢板还要以不同的退火程度来分级。各种退火钢的硬度测试通常采用HRB标尺，较软较薄的板材有时也用HRF，薄板材应采用HR15T、HR30T、HR45T标尺。

1.4 不锈钢

    不锈钢材料通常是以退火、淬火、回火、固溶等状态供货的，国家标准中规定了相应的硬度上、下限值，硬度测试通常采用HRC或HRB标尺。奥氏体、铁素体不锈钢采用HRB标尺，马氏体、沉淀硬化不锈钢采用HRC标尺，不锈钢薄壁管、厚度为1~2mm以下的薄板材料应采用N标尺或T标尺。

1.5 锻钢

    锻钢通常是采用布氏硬度试验，由于锻钢材料组织不够均匀，而布氏硬度试验的压痕较大。因此，布氏硬度试验能够反映材料各部分组织性能的综合结果。

1.6 铸铁

    铸铁材料常常具有组织不均匀，晶粒粗大的特点，因此一般采用布氏硬度试验。洛氏硬度计可用于部分铸铁工件的硬度试验。凡是在细晶粒铸件的小断面上没有足够面积作布氏硬度试验的地方，常常可用HRB或HRC标尺测试硬度，但最好采用HRE或HRK标尺，因为HRE和HRK标尺采用3.175mm直径的钢球，它比1.588mm直径钢球能得到更好的平均读数。硬的可锻铸铁材料，通常采用HRC，如果材料不均匀，可测多个数据，取其平均值。

1.7 烧结碳化物（硬质合金）

    硬质合金材料的硬度测试通常只采用HRA标尺。

1.8 粉末冶金材料

    粉末冶金工件的硬度测试可采用HRB、HRF、HRH或HR15T、HR30T标尺，凡是可能的地方，应尽量采用HRB标尺，因为已被证明它具有最佳的分辨能力。由于材料的多孔性，测得的硬度值被称为“表观硬度”。

1.9 铜及铜合金

    黄铜的硬度测试一般采用HRB或HRF标尺。在测试黄铜板的质量方面，洛氏硬度试验起着非常重要的作用。美国标准ASTM B36述及“洛氏硬度试验是检验各种回火黄铜是否符合拉伸强度或晶粒大小要求最快而方便的方法”。通常回火黄铜采用HRB标尺，退火黄铜或紫铜采用HRF标尺，薄板材或薄壁管材采用HR15T、HR30T、HR45T标尺。各国铜材料标准中都给出了不同的合金材料、不同的退火或回火条件下的HRB、HRF或HR15T、HR30T、HR45T标尺的上下限硬度值。

1.10 铝及铝合金

    硬质铝合金采用HRB，中等硬度的铝合金采用HRE、HRF，软的铝合金或纯铝采用HRH。较薄的铝板或薄壁铝管采用HR15T、HR30T、HR45T。

1.11 锌

    锌板的硬度测试通常采用HRE和HRH，3.2mm以上的厚板用HRE，1.2mm~3.2mm的中板用HRH，薄板采用HR15T、HR30T、HR45T。

1.12 钛

    钛合金的硬度很高，通常采用HRA，因为金刚石和钛金属间存在亲合性，它会缩短金刚石的寿命。因此测试后要求用细砂纸将附着在压头上的钛金属除掉，保持金刚石压头的清洁就可以延长压头的使用寿命。

2、按材料厚度选择

    洛氏硬度试验要求试样厚度的最小值：对于采用金刚石压头的各种标尺，是残余压痕深度的10倍；对于采用球压头的各种标尺，是残余压痕深度的15倍。标准要求，试验后试样背面不可产生可见的变形痕迹。任何洛氏硬度试验的压痕深度均可采用简单的公式计算出来。但是实际上用不着这种计算，因为有一些标准图表可以方便地帮助人们确定这些“最小厚度值”。在某些范围内，这些“最小厚度值”是按10：1或15：1的比例计算出来的，但是大多数是根据低碳钢和淬火回火带钢的不同厚度在实验中所积累的数据绘制的。

2.1 图1的应用

    图1来源于国家标准GB/T230.1—2004和国际标准ISO6508-1：1999。在国内应用较多。对于已知硬度值的试样，其厚度值应位于曲线上方。例如：图1.1硬度值为60HRC的试样，其厚度值应大于0.8mm。对于已知厚度的试样，在坐标图上可找到这一厚度值所对应的硬度值，测试范围包括这一硬度值的各个标尺都可以选择，但是为了实现高的灵敏度和精度。通常选用试验力大的那一个标尺。例如：在图1.1中一个厚度为0.5mm的淬火钢试样，它对应的洛氏硬度值为75，可选的标尺为HRD和HRA，试验力大一些的是HRD，所以应选用HRD标尺。同样是0.5mm厚的淬火钢，也可以用表面洛氏硬度计来测试。如图1.3, 0.5mm厚的淬火钢，对应的表面洛氏硬度值为50，可选用的标尺为HR30N和HR45N。这里应选用HR45N标尺。如果是0.5mm厚的软钢或黄铜，由图1.2可知，没有哪一个洛氏硬度标尺可以选用，只能选用表面洛氏硬度标尺。由图1.3可知，可选用的标尺是HR30T和HR45T。这里应选用HR45T。

2.2 图2的应用

    图2来源于美国标准ASTM E18-02。利用图2来选择洛氏硬度标尺更加方便，更加直观。在图2上可以很方便地找到一个厚度——硬度值组合所对应的坐标点，凡是这一点左侧的标尺都可以选用，但是应注意的是，为了提高灵敏度和精度，在该点左侧可选标尺中应尽量选择试验力最大的一个标尺，也就是选择最靠近该坐标点的标尺。例如：对于厚度为0.8mm，硬度值为60HRC的试样应选择HRC标尺。对于厚度为0.8mm，硬度值约为60HRB的试样应选择HRF标尺。对于厚度为0.5mm，硬度值为60HRC试样，应选择HR45N标尺，对于厚度为0.5mm，硬度为60HRB的试样，应选择HR15T标尺。如果已知的硬度值不是HRC或HRB，则可利用硬度换算表将已知的硬度值换算成HRC或HRB，然后再利用图2来选择可用的标尺。

2.3 表2的应用

    表2的来源也是美国标准ASTM E18-02。表2以表格的形式给出了洛氏硬度标尺的选择指导。表2的使用也很方便和直观。例如：试样是厚度为0.35mm的硬钢带，其硬度值约63HRC。根据表2.1，63HRC硬度的材料，其厚度至少为0.7mm，才能进行准确的HRC硬度测试。所以这种材料不能采用HRC标尺。若选用其他标尺，可利用“黑色金属硬度换算表”查得63HRC对应于73HRD、83HRA、70HR45N、80HR30N、91HR15N。再查表2.1，可知，可选择的硬度标尺为HR30N和HR15N，这里应选用试验力较大的HR30N。上述例子在利用图2来选择标尺时，也会得出相同的结果。如果已知表面硬化钢的近似硬化层深度和硬度值，也可以利用上述方法来选择合适的硬度标尺。

2.4 “测砧效应”

    如前面所述，洛氏硬度试验标准中有一个关于试样“最小厚度值”的要求，对于不同硬度的试样，这一允许的“最小厚度值”也不同。当试样厚度小于这一允许的“最小厚度值”时，硬度测试时试样在压头的作用下，变形硬化区域就可能会穿透试样，到达试样下面的测砧，这时试样背面就会产生可见的变形痕迹。这时试验力会穿过试样，在测砧上消耗掉一部分，这时测得的硬度值是不真实的。这种因试样厚度不足，而使试验力消耗到测砧上一部分，造成硬度值测量不准确的现象叫做硬度试验的“测砧效应”。

2.5 “测砧效应”的对策

    为了避免“测砧效应”的发生，应严格按照2.1~2.3条的方法，选择合适的硬度标尺。当发现硬度测试后试样背面产生了可见的变形痕迹时，应改变标尺，选用轻一级的试验力进行测试。如果发现试样上产生了“测砧效应”，就应仔细观察测砧的支承面。多次产生“测砧效应”之后，测砧的支承面上就可能会产生毛刺或很小的压痕，它们都会影响洛氏硬度测试的准确性，这时应更换计新的测砧。为了避免“测砧效应”的产生，有一种做法是将相同材料的几片试样迭加在一起进行测试。这种方法是不可取的，因为几层试样的接触面之同可能会发生滑动，这时测试值也是不准确的。当试样的厚度低到既使采用最轻试验力的标尺仍然会产生“测砧效应”时，还有一种方法可以采用，这就是国家标准GB/T230.1-2004附录A中给出的“薄片产品的HR30Tm试验”。这种试验方法适用于可以采用钢球压头的冷轧钢板，马口铁，薄铜板等材料。

2.6 用于薄片产品硬度测试的HR30Tm试验

    用于薄片产品的HR30Tm试验，其试验条件与HR30T相似，经供需双方协商，允许试样背面出现变形痕迹。多年的应用证明这项试验用于比较目的是非常令人满意的。它可用于硬度值在80HR30T以下，厚度小于0.6mm直至产品标准中给出的最小厚度的产品。这项试验需要使用一个金刚石点砧座（支承面很小的，端面嵌有金刚石的测砧）。金刚石的表面应该是一个经过高度抛光的平面，这种金刚石点砧座可以为试样下表面提供一个标准的磨擦条件，这样就可以提高测试的重复性。国内外的镀锡板（马口铁）标准中对于材料硬度的要求，规定要采用HR30Tm试验。美国标准规定，在镀锡板硬度测试时要在金刚石点砧座上测试。对于厚度0.55~0.77mm的材料要用HR45T标尺，对于厚度0.21~0.55mm的材料，要用HR30T标尺，对于厚度小于0.21mm的材料，要用HR15T标尺。所有测试值都要用HR30Tm来表示。HR15T和HR45T标尺下的测试值要换算成HR30T标尺的硬度值。

3、按标尺刻度范围选择

    每种洛氏硬度标尺都有一个可用范围，这一点很容易从硬度计刻度盘上的分度来确定。采用金刚石压头的黑色刻度（HRA、HRC、HRD）分为0~100个分度，采用钢球压头的红色刻度（HRB、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK）分为0~130个分度，在表面洛氏硬度计上的分度是0~100。事实上由于种种原因，各种标尺的实际使用范围往往要低于硬度计上的分度范围。

    HRC标尺的使用范围是20~70HRC，当硬度值小于20HRC时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度下降，这时应改用HRB标尺。尽管HRC标尺被规定的上限使用值为70HRC，但是当试样硬度大于67HRC时，压头尖端产生的压力过大，金刚石容易损坏，压头的寿命会大大缩短，因此一般应改用HRA标尺。

    HRA标尺的使用范围是20~88HRA，事实上该标尺的低端也很少采用，因为60HRA已经相当于19HRC，所以HRA标尺一般只用于测试硬质合金。 HRB标尺的使用范围是20~100HRB，当硬度值低于20HRB时，由于钢球的压入深度过大，金属蠕变加剧，试样在试验力作用下的变形时间延长，测试值准确度降低，此时应改用HRF标尺。当硬度值大于100HRB时，因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。尽管标准中规定HRB标尺的使用范围是20~100HRB，但是在我国，由于HRB标尺的中、低值标准硬度块的短缺，使得HRB标尺的实际应用范围只局限于70HRB~100HRB之间，这样就大大地影响了HRB这一洛氏硬度重要标尺在我国的应用，使得在软钢和铜合金硬度测试方面缺少了一个非常重要的检测手段。相应的我国产品标准中材料硬度的测试方面，洛氏硬度试验方法的采用也明显落后于国外标准。

    HRF标尺的使用范围是60~100HRF。HRF标尺是国外使用很多的一个标尺，它是测试纯铜和较软的铜合金材料很好的检测手段。但是在我国，也存在标准硬度块短缺的问题，它的应用也受到了很大的。

HRG标尺适用于HRB值接近100的材料，当试样硬度值接近HRB100时，如果改用

HRG标尺，就可以大大提高测试的灵敏度，从而提高测试精度。

硬度单位换算表，布氏洛氏维氏硬度换算公式

正文： 

硬度换算表: 布氏硬度

与洛氏硬度
布氏硬度	洛氏硬度			抗拉强度	布氏硬度	洛氏硬度			抗拉强度
硬质合金球 3000kg	标尺A	标尺B	标尺C	(约磅/英寸2)	硬质合金球 3000kg	标尺A	标尺B	标尺C	(约磅/英寸2)
	60kg	100kg	150kg			60kg	100kg	150kg
-	85.6	-	68	-	331	68.1	-	35.5	166,000
-	85.3	-	67.5	-	321	67.5	-	34.3	160,000
-	85	-	67	-	311	66.9	-	33.1	155,000
767	84.7	-	66.4	-	302	66.3	-	32.1	150,000
757	84.4	-	65.9	-	293	65.7	-	30.9	145,000
745	84.1	-	65.3	-	285	65.3	-	29.9	141,000
733	83.8	-	.7	-	277	.6	-	28.8	137,000
722	83.4	-		-	269	.1	-	27.6	133,000
712	-	-	-	-	262	63.6	-	26.6	129,000
710	83	-	63.3	-	255	63	-	25.4	126,000
698	82.6	-	62.5	-	248	62.5	-	24.2	122,000
684	82.2	-	61.8	-	241	61.8	100	22.8	118,000
682	82.2	-	61.7	-	235	61.4	99	21.7	115,000
670	81.8	-	61	-	229	60.8	98.2	20.5	111,000

 

使用硬度计,根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。

 

如果您要查的抗拉强度>1000N/mm2，或者维氏硬度>310HV，或者布氏硬度>300HB，或者洛氏硬度>32HRC，请查本表

抗拉强度RmN/mm2	维氏硬度HV	布氏硬度HB	洛氏硬度HRC	抗拉强度RmN/mm2	维氏硬度HV	布氏硬度HB	洛氏硬度HRC
250	80	76	-	1030	320	304	32.2
270	85	80.7	-	1060	330	314	33.3
285	90	85.2	-	1095	340	323	34.4
305	95	90.2	-	1125	350	333	35.5
320	100	95	-	1115	360	342	36.6
335	105	99.8	-	1190	370	352	37.7
350	110	105	-	1220	380	361	38.8
370	115	109	-	1255	390	371	39.8
380	120	114	-	1290	400	380	40.8
400	125	119	-	1320	410	390	41.8
415	130	124	-	1350	420	399	42.7
430	135	128	-	1385	430	409	43.6
450	140	133	-	1420	440	418	44.5
465	145	138	-	1455	450	428	45.3
480	150	143	-	1485	460	437	46.1
490	155	147	-	1520	470	447	46.9
510	160	152	-	1555	480	-456	47.7
530	165	156	-	1595	490	-466	48.4
545	170	162	-	1630	500	-475	49.1
560	175	166	-	1665	510	-485	49.8
575	180	171	-	1700	520	-494	50.5
595	185	176	-	1740	530	-504	51.1
610	190	181	-	1775	540	-513	51.7
625	195	185	-	1810	550	-523	52.3
0	200	190	-	1845	560	-532	53
660	205	195	-	1880	570	-542	53.6
675	210	199	-	1920	580	-551	54.1
690	215	204	-	1955	590	-561	54.7
705	220	209	-	1995	600	-570	55.2
720	225	214	-	2030	610	-580	55.7
740	230	219	-	2070	620	-5	56.3
755	235	223	-	2105	630	-599	56.8
770	240	228	20.3	2145	0	-608	57.3
785	245	233	21.3	2180	650	-618	57.8
800	250	238	22.2		660		58.3
820	255	242	23.1		670		58.8
835	260	247	24		680		59.2
850	265	252	24.8		690		59.7
865	270	257	25.6		700		60.1
880	275	261	26.4		720		61
900	280	266	27.1		740		61.8
915	285	271	27.8		760		62.5
930	290	276	28.5		780		63.3
950	295	280	29.2		800
965	300	285	29.8		820		.7
995	310	295	31		840		65.3
					860		65.9
					880		66.4
					900		67
					920		67.5
					940		68

硬度计维护保养八点常识

正文： 

    仪器平时的维护可以延长使用的寿命，硬度计是属于精密仪器，一但维护不当可能会影响仪器精度和性能。

具体维护硬度计的方法有以下：

    1、 搬运硬度计时必须卸下砝码和压头，并在压头座与样品台之间夹防震胶垫；长途运输应恢复原有包装。

    2、 任何调试和检查，如装卸砝码、取下上盖、拔插电缆、打开侧门检查时，应切断电源。

    3、 禁止在压头与被测试样接触的状态下，切换试验力。 

    4、 装卸压头应认真仔细，保证尖端无损伤、无污染，安装面清洁无异物。长期不用应卸下妥善保存，注意防锈。

    5、 样品台及标准硬度块表面应清洁无污染，无划痕、擦、碰伤；保存时涂防锈油防锈。

    6、 测试时被测样品必须平稳放置，支承可靠，确保在测试过程中无任何位移、变形。

    7、 日常工作环境及关机后应注意防尘、防腐蚀介质。在一些较潮湿的地区，应经常注意防锈。

    8、 样品台升降丝杠应定期润滑。具体方法为：取下样品台及保护环，松开丝杠护套，向丝杠上注入数滴轻质润滑油，然后转动手轮，反复升降丝杠，使润滑油分布均匀。最后重新装好护套等物。注意润滑油不宜注入过多。

 

我们是硬度计有洛氏硬度计、布氏硬度计、维氏硬度计、里氏硬度计、韦氏硬度计等。硬度计的其他相关文章请看技术支持。

里氏硬度计的测量条件

正文： 

一 、对被测试件的一般要求 试件表面应洁净，无灰尘，无油污和无氧化皮。

二 、对试件表面温度的要求 试件表面的温度不能过热，要求温度小于120℃。测试最佳温度为4℃-38℃。

三 、对试件表面粗糙度的要求 试件表面粗糙度应满足下表的要求，试件表面的粗糙度不但影响测试精度，而且影响冲击球头的使用寿命。

冲击装置类型	试件表面粗糙度Ra	相当于原国标
D DC D+15 E DL	2μm	6
G	7μm	4
C	0.4μm	8

四 、里氏硬度计对试件重量的要求 

①对足够重的试件不需要支撑，直接进行测试。

②对重量不太重的试件，有悬伸部分的试件以及薄壁试件，在测试时应使用物体支撑，以避免冲击力引起试件的扭曲、变形和移动。

③对重量较小的试件，应使其与重量大与5kg的支撑体紧紧耦合，要求试件与支撑体表面必须平整、光滑，耦合剂(凡士林，机油等)用量不宜过多，测试方向必须垂直于耦合平面。冲击装置与试件重量的关系见下表：

冲击装置类型	不需固定支撑	需固定支撑	需耦合
D DC D+15 E DL	5kg	2kg	0.1kg
G	15kg	5kg	0.5kg
C	1.5kg	0.5kg	0.02kg

五、对试件表面硬化层厚度的要求 

对于表面覆有硬化层的试件，为保证测试精度，要求对应于不同的冲击装置试件表面硬化层厚度应符合下表规定： 

冲击装置类型	试件表面硬化层最小厚度
D DC D+15 E DL	0.8mm
G	------
C	0.2mm

六、对板材、管壁型试件厚度的要求 

对于板材、管材和其它薄片型试件的测试，为保证测试精度，要求对应于不同的冲击装置试件厚度应符合下表

冲击装置类型	被测试件最小厚度
D DC D+15 E DL	3mm
G	10mm
C	1mm

七、对曲面试件保证测试精度的要求 

使用D型冲击装置，要求试件曲面半径大于30mm；使用G型冲击装置，要求试件曲面半径大于50mm。对不满足上述要求的球面、柱面和凹面等曲面试件，为保证测试精度，应采用异型支撑环（选购件）。

异型支撑环有如下规格：

外圆球面：K10-15mm，K14.5-30mm。

内圆球面：HK11-13mm，HK12.5-17mm，HK16.5-30mm。

外圆柱面：Z10-15mm，Z14.5-30mm，Z25-50mm。

内圆柱面：HZ11-13mm，HZ12.5-17mm，HZ16.5-30mm。

特殊形状：UN

八、对试件表面无磁性的要求 

试件表面不能带有磁性，带有磁性的试件将影响测试精度。要求试件剩磁应小于4G。

九、对试件无振动的要求 

测试时，试件所处的周围环境不应有振动，否则会影响测试结果。

以上测量条件只做参考，其详细的技术参数请跟我公司 建仪直接联系

维氏硬度计的原理和试验方法

正文： 

维氏硬度计的原理：

　　采用正四棱锥体金刚石压头，在试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度。

试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式（3－1）计算：

　　HV = 常数×试验力/压痕表面积 ≈0.11 F／d2 …………（3－1）

　　式中：HV　　————　　维氏硬度符号；

　　      F　　――――　　试验力，N；

　　      d　　————　　压痕两对角线d1、d2的算术平均值，mm

　　实用中是根据对角线长度d通过查表得到维氏硬度值。

　　国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020～1.400mm

　　3.2 维氏硬度的表示方法

　　维氏硬度表示为HV，维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10～15S。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。例如：

　　600HV30—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间10～15S时得到的硬度值为600。

　　600HV30/20—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间20S时得到的硬度值为600。

　　3.3 维氏硬度试验的分类和试验力选择

　　维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验，即：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。见表3-1

　 

表3-1维氏硬度试验的三种方法

试验力范围/N	硬度符号	试验名称
F≥49.03	≥HV5	维氏硬度试验
1.961≤F<49.03	HV0.2～	小负荷维氏硬度试验
0.09807≤F<1.961	HV0.01～	显微维氏硬度试验

　　维氏硬度试验可选用的试验力值很多，见表3-2。

　　 

表3-2推荐的维氏硬度试验力

维氏硬度试验		小负荷维氏试验试验		显微维氏硬度试验
硬度符号	试验力/N	硬度符号	试验力/N	硬度符号	试验力/N
HV5	49.03	HV0.2	1.961	HV0.01	0.09807
HV10	98.07	HV0.3	2.942	HV0.015	0.1471
HV20	196.1	HV0.5	4.903	HV0.02	0.1961
HV30	294.2	HV1	9.807	HV0.025	0.2452
HV50	490.3	HV2	19.61	HV0.05	0.4903
HV100	980.7	HV3	29.42	HV0.1	0.9807
注：1.维氏硬度试验可使用大于980.7N的试验力；  2.显微维氏试验力为推荐值。

 

　　试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定，试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。

3.4 维氏硬度试验的优点

　　维氏硬度试验的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确，因此，维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的，同时它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越。

　　维氏硬度试验测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（3000个维氏硬度单位）都可测量。

　　维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。

　　在中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如，当硬度值为400以下时，HV≈HB。

　　维氏硬度试验的试验力可以小到10gF，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。

3.5 维氏硬度试验的缺点

　　维氏硬度试验效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，通常需要制作专门的试样，操作麻烦费时，通常只在实验室中使用。

　　 

3.6 维氏硬度计的应用

　　维氏硬度试验主要用于材料研究和科学试验方面小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度，表面硬化层硬度和有效硬化层深度，镀层的表面硬度，薄片材料和细线材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于试验力很小，压痕也很小，试样外观和使用性能都可以不受影响。显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度，用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试，零件厚度可薄至3μm。

 

下一篇：维氏硬度计维修与常见故障

常用硬度计的力值指标

正文：  所谓的各种硬度，是根据硬度的等级，采用不同的测量办法测到的数值，根据一些标准的整理，供参考，详细请读相关标准  

  ⑴布氏硬度（HB） 以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）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)。  

  ⑵洛氏硬度（HR） 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：  

洛氏硬度的测量方法有三种:  

1)HRA,用带金刚石的压头,负荷60公斤的测量值;  

2)HRC,负荷150公斤的测量值;  

3)HRB,用带1/16寸钢球压头,负荷100公斤的测量值.  

  ⑶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）  

洛氏硬度中HRA、HRB、HRC的区别 

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。

  但各种材料的换算关系并不一致硬度換算公式: 

1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12 

2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15 

3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV) 

4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3 　硬度測定範圍: HS<100HB<500HRC<70HV<1300(80~88)HRA, (85~95) HRB, (20~70)HRC 洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。 洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)；标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf)；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。 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。但各种材料的换算关系并不一致。 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 

1.布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)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)。 

2.洛氏硬度(HR) 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)。

3 .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HV值(kgf/mm2)。『HK=139.54•P/L2。式中：HK－努普硬度，Mpa；P－荷重，kg；L－凹坑对角线长度，mm。我国和欧洲各国采用维氏硬度，美国则采用努普硬度。兆帕（MPa）是显微硬度的法定计量单位，而kg/mm2是以前常用的硬度计算单位。它们之间的换算公式为1kg/mm2=9.80665Mpa。洛氏硬度(HRC)、布氏硬度(HB)等硬度具体区别和换算硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度HB、洛氏硬度HRA，HRB，HRC、维氏硬度HV，橡胶塑料邵氏硬度HA,HD等硬度其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度Hl、肖氏硬度HS则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。

1.HRC含意是洛式硬度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式硬度A标尺HRA。 若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。 布式硬度上限值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.洛式硬度压痕很小，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。 布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。 

6.洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。 布式硬度的硬度值有单位，且和抗拉强度有一定的近似关系。 

7.洛式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。 布式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。 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。 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

什么是硬度？硬度基本知识介绍

正文： 

　　硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。

     材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。

     硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金属材料表面层，然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。根据压头和压力不同，常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。 

     一、布氏硬度 

     1、试验原理

 用直径为D的淬火钢球或硬质合金球，以相应的试验力F压入试样表面，保持规定的时间后卸除试验力，在试样表面留下球形压痕，如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时，布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头，布氏硬度用符号“HBW”表示。

　

 

     HBS(HBW)：用钢球（硬质合金球）试验的布氏硬度值；

     F：试验力（N）；      d：压痕平均直径（mm）；      D：钢球（硬质合金球）直径（mm）．

     布氏硬度的单位为N/mm2，但习惯上只写明硬度值而不标出单位。 

     2、选择试验规范

     在进行布氏硬度试验时，钢球直径Ｄ、施加的试验力Ｆ和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度，按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。

     布氏硬度试验规范 

材料

	布氏硬度		0.102Ｆ/D 2		备注
钢及铸铁	＜ 140  ＞ 140		10  30	Ｆ单位：　Ｎ  Ｄ单位：　 mm
铜及其合金	＜ 35  35－130  ＞ 130	5  10  30
轻金属及其合金	＜ 35  35－80  ＞ 80	25  10  10
铅、锡			1.25

     由布氏硬度值的计算公式可以看出，当所加试验力Ｆ与钢球（或硬质合金球）直径Ｄ已选定时，硬度埴HBS（HBW）只与压痕直径d 有关。d 越大，则HBS（HBW）值越小，表明材料越软；反之，d 越小，HBS（HBW）值越大，表明材料越硬。

     除了采用钢球（或硬质合金球）直径Ｄ为10ｍｍ，试验力Ｆ为3000ｋｇｆ（２９４２１Ｎ），保持时间10－15s的试验条件外，在其它试验条件下测得的硬度值，应在符号HBS的后面用相应的数字注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。

     如120HBS10/1000/30，即表示用10mm的钢球作压头，在1000kgf(9807N)的试验力作用下，保持时间为30s后所测得的硬度值为120。如500HBＷ5/750，即表示用5mm的硬质钢球作压头，在750kgf(735N)的试验力作用下，保持时间为01－15s后所测得的硬度值为500。 

     淬火钢球用于测定硬度HBS＜450的金属材料，如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。为了避免压头变形，可用硬质合金球压头，它适用于测试HBW＜650的金属材料。（我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。

　　3、试验的优缺点

     布氏硬度试验的优点是：试验时使用的压头直径较大，在试样表面上留下压痕也较大，测得的硬度值也较准确。

     布氏硬度试验的缺点是：对金属表面的损伤较大，不易测试太薄工件的硬度，也不适于测定成品件的硬度。

布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料（如铸铁）硬度。

　在下一篇文章里将为大家介绍洛氏硬度的有关知识，敬请关注！

洛氏硬度和维氏硬度试验原理及优缺点介绍

正文： 

在上一篇文章里为大家介绍了布氏硬度的相关知识，在这篇文章里将为大家介绍洛氏硬度和维氏硬度的相关知识！

一、洛氏硬度 

     1、试验原理 

     洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。

               2、常用洛氏硬度标尺及适用范围

标　尺	压头类型	总试验力kgf	硬度值有效范围		应　　用
HRA HRB HRC	120°金刚石圆锥体 (1/16) ” ( Φ1.588㎜)钢球 120°金刚石圆锥体	600 1000 1500	70－88 20－100 20－70	硬质合金、表面淬火层或渗碳层等 有色金属、退火、正火钢等 淬火钢、调质钢等

    上述洛氏硬度的三种标尺中，以ＨＲＣ应用最多，一般经淬火处理的钢或工具都采用ＨＲＣ测量。在中等硬度情况下，洛氏硬度ＨＲＣ与布氏硬度ＨＢＳ之间关系约为1：10，如40ＨＲＣ　相当于400ＨＢＳ　。如50ＨＲＣ，表示用ＨＲＣ标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有效测量范围内（ＨＲＣ为20－70）为有效。

     3、试验优缺点

     优点：①操作简单迅速，效率高，直接从指示器上可读出硬度值；

          ②压痕小，故可直接测量成品或较薄工件的硬度；

          ③对于ＨＲＡ和ＨＲＣ采用金刚石压头，可测量高硬度薄层和深层的材料。

     缺点：由于压痕小，测得的数值不够准确，通常要在试样不同部位测定四次以上，取其平均值为该材料的硬度值。

二、维氏硬度

布氏硬度试验不适用于测定硬度较高的材料。

洛氏硬度试验虽然可用于测定较材料和硬材料，但其硬度值不能进行比较。

维氏硬度试验可以测量从软到硬的各种材料以及金属零件的表面硬度，并有连续一致的硬度标尺。

    1、试验原理

 

     维氏硬度试验原理与布氏硬度相似，也是根据压痕单位表面积上的试验力大小来计算硬度值。区别在于压头采用锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，将其以选定的试验力压入试样表面，按规定保持一定时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度，如书上Ｐ９图1－5所示。维氏硬度值用四棱锥压痕单位面积上所承受的平均压力表示，符号ＨＶ。 

     

     式中　Ｆ－作用在压头上的试验力（Ｎ）,d－压痕两对角线长度的平均值（㎜）,ＨＶ值的单位为Ｎ /㎜ 2 ，但习惯上只写出硬度值而不标出单位。 

     2、常用试验力及其适用范围 

     维氏硬度试验所用试验力视其试件大小、薄厚及其它条件，可在49.03－980.7Ｎ的范围内选择试验力。常用的试验胃有49.03、98.07、196.1、294.2、490.3、980.7Ｎ。ＨＶ符号前面的数字为硬度值，后面依次用相应数字注明试验力和试验力保持时间（10－15s不标注）。如６４０／ＨＶ３０／２０,表示30kgf (294.2N) 试验力，保持时间为20s测得维氏硬度值为0。

     维氏硬度法适用范围宽，尤其适用于测定金属镀层、薄片金属及化学热处理后的表面硬度，其结果精确可靠。当试验力小于0.2 kgf　（1.961Ｎ）时，可用于测量金相组织中不同相的硬度。 

3、试验优缺点

     优点：①与布氏、洛氏硬度试验比较，维氏硬度试验不存在试验力与压头直径有一定比例关系的约束；           ②不存在压头变形问题； ③压痕轮廓清晰，采用对角线长度计量，精确可靠，硬度值误差较小。

     缺点：其硬度值需要先测量对角线长度，然后经计算或查表确定，故效率不如洛氏硬度试验高。

    

管材硬度计的单位选择

正文： 

金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的仪器有布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计三种。

A、布氏硬度（HB）

用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2MPa。

其计算公式为：

式中：F－－压入金属试样表面的试验力，N；

D－－试验用钢球直径，mm；

d－－压痕平均直径，mm。 

测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。

维氏硬度采用的试验力F为5（49.03）、10（98.07）、20（196.1）、30（294.2）、50（490.3）、100（980.7）KgfN等六级，可测硬度值范围为5～1000HV。

表示方法举例：0HV30/20表示用30Hgf（294.2N）试验力保持20S（秒）测定的维氏硬度值为0N/mm2MPa。

维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点，而克服了它们的基本缺点，但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很少用