硬度分类及换算概要.docx

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硬度分类及换算概要

洛氏硬度计用于铸铁等工件的洛氏硬度值测量

维氏硬度计用于较薄工件的维氏硬度值测量

布氏硬度计用于硬度较高的工件布氏硬度值测量

里氏硬度计是便携式硬度计，用于不宜拆卸或较大产品的硬度值测量

邵氏硬度计用于橡胶类产品邵氏硬度值测量

韦氏硬度计用于铝合金类产品韦氏硬度值测量

巴氏硬度计用于玻璃钢类产品巴氏硬度值测量

万能硬度计用于多种硬度标尺下的硬度值测量

显微硬度计维氏硬度计的一种，用于很薄的工件的维氏硬度值测量

肖氏硬度计用于测定黑色金属和有色金属的肖氏硬度值

（邵氏硬度等同于肖氏硬度）

硬度单位的转换度换算公式:

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

HRB100＝HV233=HRC21.8

HRB99.2＝HV226=HRC20.0

HRB96＝HV211=HRC17.0

HRC≈0.1HB

在160~450HV范围内，HRC=120-1510/√HV（开平方根）

硬度单位换算表

（洛氏、维氏、肖氏硬度换算表）

HRCHVHRAHS

81161892.5

79152191.5

77142490.5

75132789.5

73123088.5

71113387.5

6997886.0

6894085.697

6790085.095

6686584.592

6583283.991

6480083.488

6377282.887

6274682.385

6172081.883

6069781.281

5967480.780

5865380.178

5763379.676

5661379.075

5559578.574

5457778.072

5356077.471

5254476.869

5152876.368

5051375.967

4949875.266

4848474.764

4747174.163

4645873.662

4544673.160

4443472.558

4342372.057

4241271.556

洛氏、维氏、肖氏硬度换算表

（二）

HRCHVHRAHS

4140270.955

4039270.454

3938269.952

3837269.451

3736368.950

3635468.449

3534567.948

3433667.447

3332766.846

3231866.344

3131065.843

3030265.342

2929464.741

2828664.341

2727963.840

2627263.338

2526662.838

2426062.437

2325462.036

2224861.535

2124361.035

2023860.534

（18）230-33

（16）222-32

（14）213-31

（12）204-29

（10）196-28

（8）188-27

（6）180-26

（4）173-25

（2）166-24

（0）160-24

硬度简介及换算关系

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。

一、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1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/mm2（MPa）。

二、维氏硬度

代号：

HV

单位：

无

简介：

以49.03~980.7N的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。

它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。

维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷1.961~<49.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷<1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。

HV-适用于显微镜分析。

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）。

三、洛氏硬度

   在规定的外加载荷下，将钢球或金刚石压头垂直压入试件表面，产生压痕，测试压痕深度，利用洛氏硬度计算公式HR=（K-H）/C便可计算出洛氏硬度。

简单说就是压痕越浅，HR值越大，材料硬度越高。

用"HRC"来表示。

比如HRC60，即代表在试验载荷为150kg下，使用顶角为120度的金刚石圆锥压头时，试件的压痕深度为0.08mm。

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薄硬钢带材料。

    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。

    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标尺被规定的上限值为70HRC，但是当试样硬度大于67HRC时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，因此一般应改用HRA标尺。

    HRA标尺的使用范围是20-88HRA，由美国标准ASTME140可以获得以下换算关系：

      27HRA≈30HRB

      60HRA≈100HRB≈20HRC

      85.6HRA≈68HRC

    可见，HRA标尺的测试范围涵盖了从软钢（HRB）、硬钢（HRC）到硬质合金的硬度范围。

然而，事实上HRA标尺很少用于测试软钢，主要用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。

在硬质合金方面，由于技术进步，有些材料硬度已达到93-94HRA，这已超出标准规定。

工程上超出HRA高端的测量范围已成为惯例。

HRA标尺有一个特殊用途。

在使用洛氏硬度计测试钢试样时，如果不知试样是软钢还是硬钢，可先用HRA标尺试测一下，当硬度值小于60HRA时可改用HRB标尺，当硬度值大于60HRA时可改用HRC标尺。

    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。

在使用HRB标尺测试钢试样时，一个特别值得注意的地方是：

当预先不知道试样是软钢还是硬钢时，决不可使用HRB标尺做测试，因为用钢球压头误测了淬火钢，钢球就可能会变形，钢球压头就会损坏，这是钢球压头损坏的主要原因。

遇到这种情况时应先用金刚石压头，用HRA标尺测试一下，再决定是用HRB还是用HRC。

      HRF标尺的使用范围是60~100HRF。

HRF标尺是国外使用较多的一个标尺，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，它的应用也受到了限制。

      HRG标尺适用于HRB值接近100的材料，对于铍青铜、磷青铜、可锻铸铁这些硬度范围介于HRB标尺的高端和HRC标尺低端的材料，如果改用HRG标尺，就可以大大改善测试的灵敏度，提高测试精度。

四、“肖氏硬度”是一种回跳硬度。

主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回跳高度测定）确定材料的硬度。

这种仪器比较小巧，适用于现场使用，精度不高，但是方便。

五、换算关系：

硬度换算表:

布氏硬度与洛氏硬度（来源于切削技术网站）

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HB3000kg标尺HRA60kg标尺HRB100kg标尺HRC150kg（约磅/英寸2）硬质合金球HB000kg标尺HRA60Kg标尺HRB100kg标尺HRC150kg（约磅/英寸2）

-85.6-68.0-33168.1-35.5166,000

-85.3-67.5-32167.5-34.3160,000

-85.0-67.0-31166.9-33.1155,000

76784.7-66.4-30266.3-32.1150,000

75784.4-65.9-29365.7-30.9145,000

74584.1-65.3-28565.3-29.9141,000

73383.8-64.7-27764.6-28.8137,000

72283.4-64.0-26964.1-27.6133,000

712----26263.6-26.6129,000

71083.0-63.3-25563.0-25.4126,000

69882.6-62.5-24862.5-24.2122,000

68482.2-61.8-24161.8100.022.8118,000

68282.2-61.7-23561.499.021.7115,000

67081.8-61.0-22960.898.220.5111,000

65681.3-60.1-223-97.320.0-

65381.2-60.0-217-96.418.0105,000

64781.1-59.7-212-95.517.0102,000

63880.8-59.2329,000207-94.616.0100,000

63080.6-58.8324,000201-93.815.098,000

62780.5-58.7323,000197-92.8-95,000

60179.8-57.3309,000192-91.9-93,000

57879.1-56.0297,000187-90.7-90,000

55578.4-54.7285,000183-90.0-89,000

53477.8-53.5274,000179-89.0-87,000

51476.9-52.1263,000174-87.8-85,000

49576.3-51.0253,000170-86.8-83,000

47775.6-49.6243,000167-86.0-81,000

46174.9-48.5235,000163-85.0-79,000

44474.2-47.1225,000156-82.9-76,000

42973.4-45.7217,000149-80.8-73,000

41572.8-44.5210,000143-78.7-71,000

40172.0-43.1202,000137-76.4-67,000

38871.4-41.8195,000131-74.0-65,000

37570.6-40.4188,000126-72.0-63,000

36370.0-39.1182,000121-69.8-60,000

35269.3-37.9176,000116-67.6-58,000（0001）钢铁洛适与肖实氏硬度对照

最后更新：

2003年3月4日

序号肖氏HS洛氏HRC

196.668

295.667.5

394.667

493.566.5

592.666

691.565.5

790.565

889.464.5

988.464

1087.663.5

序号肖氏HS洛氏HRC

1186.563

1285.762.5

1384.862

148461.5

1583.161

1682.260.5

1781.460

1880.659.5

1979.759

2078.958.5

序号肖氏HS洛氏HRC

2178.158

2277.257.5

2376.557

2475.656.5

2574.956

2674.255.5

2773.555

2872.654.5

2971.954

3071.253.5

序号肖氏HS洛氏HRC

3170.553

3269.852.5

336952

3468.551.5

3567.751

366750.5

3766.350

386549

3963.748

4062.347

序号肖氏HS洛氏HRC

416146

4259.745

4358.444

4457.143

4555.942

4654.741

4753.540

4852.339

4951.138

505037

序号肖氏HS洛氏HRC

5148.836

5247.835

5346.634

5445.633

5544.532

5643.531

5742.530

5841.629

5940.628

6039.727

序号肖氏HS洛氏HRC

6138.826

6237.925

633724

6436.323

6535.522

6634.721

673420

6833.219

6932.618

7031.917

序号肖氏HS洛氏HRC

7131.416

7230.715

7330.114

7429.613

布氏、维氏、洛氏硬度的概念和换算？

布氏硬度以HB[N（kgf/mm2）]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。

洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。

一般生产中HRC用得最多。

压痕较小，可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。

维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。

1、钢材的硬度：

金属硬度（Hardness）的代号为H。

按硬度试验方法的不同，

常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。

HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。

两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。

HV-适用于显微镜分析。

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）。

HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：

里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/VA（冲击速度）。

便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：

布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。

或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。

2、HB-布氏硬度；

布氏硬度（HB）一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。

洛氏硬度（HRC）一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。

布式硬度（HB）是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。

布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。

一般为：

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）。

3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。

以0.002毫米作为一个硬度单位。

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）。

另外：

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HRC20－－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。

其算公式可大概记为：

1HRC≈1/10HB。

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。

另外,天然水中的钙美含量也用硬度表示.我国规定的硬度是:

1L水中含的钙盐,镁盐折合成CaO和MgO的总量相当于10mgCaO（将MgO也换算成CaO）时,其硬度是1°.

水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:

很软水软水中硬水硬水很硬水

0°～4°　4°～8°8°～16°　16°～30°　　　>30°

1.肖氏硬度（HS）=布式硬度（BHN）/10+12

2.肖式硬度（HS）=洛式硬度（HRC）+15

3.洛式硬度（HRC）=布式硬度（BHN）/10-3

硬度测定范围:

HS<100

HB<500

HRC<70

HV<1300

一，韦氏硬度

　　铝合金类产品适合测试韦氏硬度

　　韦氏硬度原理

　　一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下压入试样表面，用压针的压入深度确定材料硬度，定义0.01mm的压入深度为一个韦氏硬度单位。

韦氏硬度单位表示为HW。

韦氏硬度仪器的特点

　　韦氏硬度仪器是一款便携式、体积小、重量轻、可单手操作，可快速、方便、无损地测试材料硬度，它不必取样，对操作技能要求不高，非常适于在生产现场对材料进行快速硬度检测。

　　韦氏硬度仪器的缺点是灵敏度较差，量程较窄，全量程只有20个刻度，因此通常一台仪器只能测试1~2种金属材料。

二，维氏硬度

　　代号：

HV

　　单位：

kgf/mm2

　　简介：

维氏硬度英文词条名：

Vickers-hardness表示材料硬度的一种标准。

由英