硬度的基本知識(shí)與各種硬度的詳細(xì)介紹

1、硬度的基本知識(shí)與各種硬度的詳細(xì)介紹中文名稱：硬度 英文名稱：grade;hardness 硬度的幾個(gè)定義：定義1：表示磨粒從結(jié)合劑中完全脫離的難易程度。 所屬學(xué)科：機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）；磨料磨具（二級(jí)學(xué)科）；磨料磨具一般名詞（三級(jí)學(xué)科） 定義2：水沉淀肥皂的能力，大體反映水中鈣、鎂離子的含量。鈣鎂濃度的總和稱為總硬度，以每升水含碳酸鈣的毫克數(shù)或毫克當(dāng)量表示。 所屬學(xué)科：生態(tài)學(xué)（一級(jí)學(xué)科）；水域生態(tài)學(xué)（二級(jí)學(xué)科） 定義3：固體材料對(duì)外界物體壓陷、刻劃等作用的局部抵抗能力，是衡量材料軟硬程度的一個(gè)指標(biāo)。 所屬學(xué)科：水利科技（一級(jí)學(xué)科）；工程力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料（二級(jí)學(xué)科）；工程力學(xué)（水利）（三

2、級(jí)學(xué)科） 材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。固體對(duì)外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標(biāo)。由于規(guī)定了不同的測(cè)試方法，所以有不同的硬度標(biāo)準(zhǔn)。各種硬度標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)含義不同，相互不能直接換算，但可通過(guò)試驗(yàn)加以對(duì)比。早在1822年，F(xiàn)riedrich mohs提出用10種礦物來(lái)衡量世界上最硬的和最軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計(jì)。硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。目錄英文專業(yè)名: Hardness 基本概念 硬度分類： 1. 1.洛氏硬度 2. 2.布氏硬度 3. 3.維氏硬度 4.

3、4.里氏硬度 5. 5.肖氏硬度 6. 6.巴氏硬度 7. 7.努氏硬度 8. 8.韋氏硬度鋼材的硬度 1. 其他硬度測(cè)定 水的硬度 鉛筆硬度編輯本段英文專業(yè)名: Hardness編輯本段基本概念硬度分為：劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測(cè)材料沿棒劃過(guò)，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測(cè)材料的軟硬。定性地說(shuō)，硬物體劃出的劃痕長(zhǎng)，軟物體劃出的劃痕短。壓入硬度。主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測(cè)材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測(cè)材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時(shí)間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微

4、硬度等幾種。回跳硬度。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測(cè)材料的試樣，并以試樣在沖擊過(guò)程中儲(chǔ)存（繼而釋放）應(yīng)變能的多少（通過(guò)小錘的回跳高度測(cè)定）確定材料的硬度。 早在1822年，F(xiàn)riedrich Mohs提出摩氏硬度計(jì)。按照他們的軟硬程度分為十級(jí)： 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）螢石 5）磷灰石 6）正長(zhǎng)石 7）石英8）黃玉 9）剛玉 10）金剛石 簡(jiǎn)單記憶方法：滑石方、螢磷長(zhǎng)、石英黃玉剛金剛。 各級(jí)之間硬度的差異不是均等的，等級(jí)之間只表示硬度的相對(duì)大小。 試驗(yàn)鋼鐵硬度的最普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法

5、稱為銼試法，這種方法不太科學(xué)。用硬度試驗(yàn)機(jī)來(lái)試驗(yàn)比較準(zhǔn)確,是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法。常用的硬度測(cè)定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測(cè)試方法 硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。硬度試驗(yàn)根據(jù)其測(cè)試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。 布氏硬度以HBN(kgf/mm2)表示（HBSHBW）（參照GB/T23119

6、84），生產(chǎn)中常用布氏硬度法測(cè)定經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼件，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼等毛胚或半成品的硬度。 洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測(cè)量范圍和應(yīng)用范圍也不同。一般生產(chǎn)中HRC用得最多。壓痕較小，可測(cè)較薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。 維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測(cè)量極薄試樣。 編輯本段硬度分類：1.洛氏硬度是以壓痕塑性變形深度來(lái)確定硬度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個(gè)硬度單位。當(dāng)HB>450或者試樣過(guò)小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的

7、鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來(lái)表示： HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等)。 HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。 HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。 2.布氏硬度布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。 布氏硬度(HB)是以一定大小的試驗(yàn)載荷

8、，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬表面，保持規(guī)定時(shí)間，然后卸荷，測(cè)量被測(cè)表面壓痕直徑。布氏硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷將一定大小的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。 測(cè)試載荷與測(cè)試鋼球的直徑需根據(jù)材料的實(shí)際性能再確定。 3.維氏硬度維氏硬度試驗(yàn)方法是英國(guó)史密斯（R.L.Smith）和塞德蘭德（C.E.Sandland）于1925年提出的。英國(guó)的維克斯阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司試制了第一臺(tái)以此方法進(jìn)行試驗(yàn)的硬度計(jì)。和布氏、洛氏硬度試

9、驗(yàn)相比，維氏硬度試驗(yàn)測(cè)量范圍較寬，從較軟材料到超硬材料，幾乎涵蓋各種材料。 4.里氏硬度里氏硬度是以表示，里氏硬度測(cè)試技術(shù)是由瑞士狄爾馬，里伯博士發(fā)明的，它是用一定質(zhì)量的裝有碳化鎢球頭的沖擊體，在一定力的作用下沖擊試件表面，然后反彈。由于材料硬度不同，撞擊后的反彈速度也不同。在沖擊裝置上安裝有永磁材料，當(dāng)沖擊體上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其外圍線圈便感應(yīng)出與速度成正比的電磁信號(hào)，再通過(guò)電子線路轉(zhuǎn)換成里氏硬度值。 5.肖氏硬度簡(jiǎn)稱HS。表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國(guó)人肖爾(Albert F.Shore)首先提出。 應(yīng)用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一只具有尖端的小錐，尖端上常鑲

10、有金剛鉆。測(cè)試數(shù)值為1000x撞銷返回速度/撞銷初始速度（即為碰撞前后的速度比乘以1000） 6.巴氏硬度巴柯爾(Barcol)硬度(簡(jiǎn)稱巴氏硬度), 最早由美國(guó) Barber-Colman公司提出，是近代國(guó)際上廣泛采用的一種硬度門類，一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下，壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義每壓入0.0076mm為一個(gè)巴氏硬度單位。巴氏硬度單位表示為HBa。 7.努氏硬度努氏硬度是作為絕對(duì)數(shù)值而測(cè)得的硬度，主要在加工方面使用該數(shù)值。一般來(lái)說(shuō)，金剛石的努氏硬度為70008000千克/平方毫米 8.韋氏硬度一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，

11、用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義0.01mm的壓入深度為一個(gè)韋氏硬度單位。韋氏硬度單位表示為HW。 編輯本段鋼材的硬度金屬硬度(Hardness)的代號(hào)為H。按硬度試驗(yàn)方法的不同， 常規(guī)表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。 HB應(yīng)用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區(qū)別在于硬度計(jì)之測(cè)頭不同，布氏硬度計(jì)之測(cè)頭為鋼球，而洛氏硬度計(jì)之測(cè)頭為金剛石。 HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏

12、硬度值(HV)。 HL手提式硬度計(jì)，測(cè)量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產(chǎn)生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計(jì)算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回彈速度）/ VA（沖擊速度）。 便攜式里氏硬度計(jì)用里氏（HL）測(cè)量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度?；蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測(cè)量硬度值。 其他1.HRC含意是洛氏硬度C標(biāo)尺， 2.HRC和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛 3.HRC適用范圍HRC 2067，相當(dāng)于HB225650 若硬度高于此范圍則用洛

13、氏硬度A標(biāo)尺HRA。 若硬度低于此范圍則用洛氏硬度B標(biāo)尺HRB。 布氏硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗(yàn)載荷為一確定值，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。 布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質(zhì)合金球（HBW），試驗(yàn)載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。 5.洛氏硬度壓痕很小，測(cè)量值有局部性，須測(cè)數(shù)點(diǎn)求平均值，適用成品和薄片，歸于無(wú)損檢測(cè)一類。 布氏硬度壓痕較大，測(cè)量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無(wú)損檢測(cè)一類。 6.洛氏硬度的硬度值是一無(wú)名數(shù)，沒(méi)有單位。（因此習(xí)慣稱洛氏硬度為多少度是不正確的。） 布氏硬度的硬度值有單位

14、，且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。 7.洛氏硬度直接在表盤上顯示、也可以數(shù)字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產(chǎn)中。 布氏硬度需要用顯微鏡測(cè)量壓痕直徑，然后查表或計(jì)算，操作較繁瑣。 8.在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC10HB。 編輯本段硬度測(cè)定實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。 壓入法（布氏、洛氏、維氏）測(cè)量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時(shí)所引起的塑性變形的能力。 回跳法（肖氏、里氏）測(cè)量硬度，硬度

15、值代表金屬?gòu)椥宰冃喂δ艿拇笮　?刻畫法測(cè)量硬度，硬度值表示金屬抵抗表面局部破裂的能力。 另外,天然水中的鈣美含量也用硬度表示.我國(guó)規(guī)定的硬度是:1L水中含的鈣鹽,鎂鹽折合成CaO和MgO的總量相當(dāng)于10mgCaO(將MgO也換算成CaO)時(shí),其硬度是1°. 水的硬度是水質(zhì)的重要指標(biāo),通常分為五類: 很軟水 軟水 中硬水 硬水 很硬水 0°4°4°8°8°16°16°30°>30° 1.肖氏硬度(HS)=布氏硬度(BHN)/10+12 2.肖氏硬度(HS)=洛氏硬度(HRC)+15 3.洛氏

16、硬度(HRC)= 布氏硬度(BHN)/10-3 硬度測(cè)定范圍: HS<100 HB<500 HRC<70 HV<1300 編輯本段水的硬度水的硬度：水中離子沉淀的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+鹽類的含量。單位mmol/l或mg/l 包括：總硬度 碳酸鹽硬度 非碳酸鹽硬度 碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）: 主要成分是鈣、鎂的酸式碳酸鹽，其次是鈣、鎂的碳酸鹽，由于這些鹽類一經(jīng)加熱煮沸就會(huì)分解成為溶解度很小的碳酸鹽沉淀，該硬度大部分可以除去。 非碳酸鹽硬度（永久硬度）：水中的鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等鹽類的含量，這些鹽類經(jīng)加熱煮沸不會(huì)產(chǎn)生沉淀，硬度不變化。 編輯本段鉛筆硬度-6H/5H/4H/3H/2H/H