一、硬度简介
硬度是材料抵抗体压入其表面的能力,是金属材料的重要性能指标之一。硬度越高,材料的耐磨性也越好。为了衡量硬度,常用的指标包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
布氏硬度是通过一定载荷(通常为3000kg)将一个淬硬钢球(直径一般为10mm)压入材料表面,保持一段时间后去除载荷,负荷与压痕面积之比值即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm² (N/mm²)。
当布氏硬度值HB大于450或试样过小时,不能采用布氏硬度试验,而应改用洛氏硬度计量。
洛氏硬度试验使用不同尺寸和形状的压头,在特定载荷下压入被测材料表面,通过压痕的深度来计算材料的硬度。根据材料硬度的不同,分为三种标度表示:HRA、HRB和HRC。
- HRA用于极高硬度的材料(如硬质合金等),采用60kg载荷和钻石锥压入器求得硬度。
- HRB用于较低硬度的材料(如退火钢、铸铁等),采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球求得硬度。
- HRC用于很高硬度的材料(如淬火钢等),采用150kg载荷和钻石锥压入器求得硬度。
维氏硬度则以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,得到维氏硬度HV值(kgf/mm²)。
注:洛氏硬度中的A、B、C标尺代表不同的试验标准和压力测量方式。
二、硬度对照表及换算公式
根据德国标准DIN50150,列出了常用范围钢材的抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。实践中证明,金属材料的各种硬度值之间及与强度值之间存在近似的相应关系。
为了方便换算,提供了以下硬度换算公式:
1. 肖氏硬度(HS)与勃式硬度(BHN)的换算:HS = BHN/10 + 12
2. 肖式硬度(HS)与洛式硬度(HRC)的换算:HS = HRC + 15
3. 勃式硬度(BHN)与洛克式硬度(HV)的换算:无具体公式,需查阅相关换算表。
4. 洛式硬度(HRC)与勃式硬度(BHN)的换算:HRC = BHN/10 - 3
在换算时需注意硬度的测量范围及对应的换算公式,以保证换算的准确性。
附录
此处附上钢的硬度值换算的附表G,供读者参考。