常用HV、HB、HRC硬度对照表

抗拉强度(N/mm²)与维氏硬度(HV)、布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC)的对照关系如下表所示:

请注意,此对照表仅提供了一种可能的对应关系,实际对应关系可能因材料类型和测试条件的不同而有所差异。在解读和运用此对照表时,请结合具体的应用场景和测试要求。
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金属材料的硬度,即其抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬的重要指标。这一指标对于评估金属材料的性能至关重要。

硬度测试方法多样,其中划痕硬度常用于比较矿物的软硬,通过一根一端硬一端软的棒来划过被测材料,根据划痕位置判断软硬。压入硬度,特别是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等,则主要用于金属材料,通过压头压入材料并测量塑性变形程度来评定软硬。而回跳硬度,如肖氏和里氏硬度,则是通过小锤冲击试样并测量回跳高度来反映材料的弹性变形功能。

在金属材料中,布氏硬度测试最为常见。它使用直径D的淬火钢球或硬质合金球作为压头,以试验力F压入试件表面,保持一段时间后卸除试验力,从而形成一直径为d的压痕。布氏硬度值通过试验力除以压痕表面积来计算,符号通常表示为HBS或HBW。

HBS与HBW的主要区别在于所使用的压头不同。HBS对应的是淬硬钢球压头,主要用于测定布氏硬度值低于450的材料,例如软钢、灰铸铁以及有色金属等。而HBW则采用硬质合金压头,适用于测定布氏硬度值低于650的材料。
在相同的试验条件下,对于同一块试样,HBW的测量值往往高于HBS的测量值,但这种差异并无固定的规律可循。自2003年起,我国已与国际标准接轨,取消了钢球压头,统一使用硬质合金球头进行布氏硬度测试。因此,HBS已不再使用,所有布氏硬度符号均以HBW表示。在许多情况下,仅用HB表示的布氏硬度即指HBW。尽管如此,在文献和论文中,HBS偶尔仍可见到。

布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金以及各种经过退火和调质的钢材。但对于硬度过高、尺寸过小或过薄,以及表面不允许有显著压痕的试样或工件,此方法可能并不适用。

接下来,我们将介绍另一种常用的硬度测试方法——洛氏硬度。这种方法采用锥顶角为120°的金刚石圆锥或淬火钢球作为压头,并配合一定的载荷进行测试。在初载荷和总载荷的作用下,压头被压入试样中,然后通过测量卸除主载荷后的压入深度与初载荷作用下的压入深度之差来评定材料的硬度。

洛氏硬度试验采用了三种不同的试验力和压头,从而形成了九种不同的组合,这些组合对应于洛氏硬度的九个不同标尺。这九个标尺几乎覆盖了所有常用的金属材料,其中最为常用的是HRA、HRB和HRC三种,尤其以HRC的应用最为广泛。

在常用的洛氏硬度试验规范中,HRA标尺适用于硬质合金、碳化物以及浅层表面硬化钢等材料的测试;HRB标尺则适用于退火、正火钢、铝合金、铜合金以及铸铁等材料的测试;而HRC标尺则主要适用于淬火钢、调质钢以及深层表面硬化钢等材料的测试。

值得注意的是,HRC标尺的使用范围是20~70HRC。当试样的硬度值小于20HRC时,由于压头的圆锥部分压入过多,会导致灵敏度降低,此时应改用HRB标尺进行测试;而当试样硬度大于67HRC时,压头尖端承受的压力过大,可能会损坏金刚石压头,因此一般应改用HRA标尺。

洛氏硬度试验具有操作简便、迅速且压痕小的特点,非常适合测试成品表面以及较硬、较薄的工件。然而,由于压痕较小,对于组织和硬度不均匀的材料,其硬度值可能会产生较大波动,因此准确性可能略逊于布氏硬度。尽管如此,洛氏硬度仍然是一种广泛应用于钢铁、有色金属以及硬质合金等材料硬度测定的有效方法。

接下来,我们将介绍另一种硬度测试方法——维氏硬度。其测量原理与布氏硬度相似,都是通过压头压入材料表面来测定硬度。然而,维氏硬度采用的正四棱锥压头与布氏硬度的球体压头有所不同,同时其计算方式也存在差异。在了解维氏硬度的测量原理和特点后,我们能够更全面地理解各种硬度测试方法的应用场景和优缺点。

维氏硬度测试方法具有广泛的测量范围,能够轻松应对硬度为10至1000HV范围内的材料,同时其压痕较小,非常适合测量薄材料以及渗碳、渗氮等表面硬化层。

接下来,我们将介绍另一种硬度测试方法——里氏硬度。这种方法采用装有碳化钨球头的冲击体,在特定力的作用下冲击试件表面,通过观察冲击体反弹的速度来评估材料的硬度。冲击装置上的永磁材料在冲击体运动时会产生电磁信号,这些信号经过电子线路处理后,即可转换为里氏硬度值,以HL为符号标记。

里氏硬度仪的优点在于其便携性和易操作性。由于其硬度传感器小巧,如同一支笔般大小,可以手持操作,非常适合检测大型或重型工件,以及几何尺寸复杂的工件。此外,里氏硬度测试对产品表面的损伤极小,有时甚至可以作为无损检测方法使用。它还能轻松应对各个方向、狭窄空间以及特殊部位的硬度测试,展现出独特的优势。

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