常用硬度指标介绍

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有布氏、洛氏、维氏硬度三种。肖氏硬度（HS）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/mm2（MPa）。 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。举例：120HBS10/1000130：表示用直径 10mm 钢球在 lOOOKgf （9.807KN） 试验力作用下，保持30s （秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2 （MPa）。B、洛氏硬度（HK） 洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压 痕的深度。即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金 钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量 的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所 用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试 验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。硬度值用下式计算：当用A和C标尺试验时，HR=100-e当用B标尺试验时，HR=130-e式中e-残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向 位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大，金属 的硬度愈低，反之则硬度愈高。上述三个标尺适用范围如下：HRA （金刚石圆锥压头）20-88HRC （金刚石圆锥压头）20-70HRB （直径1.588mm钢球压头）20-100洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏 硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的 不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小， 故硬度值不如布氏法准确。C、维氏硬度(HV) 维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，是将一个相对面夹角为 1360 的正四棱锥 体金刚石压头以选定的试验力(F)压入试验表面，经规定保持时间后卸除试验 力，测量压痕两对角线长度。维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商，其计算公式为：式中：HV-维氏硬度符号，N/mm2(MPa)；F-试验力， N；d-压痕两对角线的算术平均值， mm。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) Kgf(N)等六级，可测硬度值范围为51000HV。表示方法举例：640HV30/20表示用30Hgf (294.2N)试验力保持20S (秒)测 定的维氏硬度值为 640N/mm2(MPa)。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。