各种硬度含义及试验方法

度。肖氏硬度试验是一种动态力试验，与布、洛、维等静态力试验法相比，准确度稍差，受测试时的垂直性，试样表面光洁度等因素的影响，数据分散性较大，其 测试结果的比较只限于弹性模量相同的材料。它对试样的厚度和重量都有一定要求，不适于较薄和较小试样，但是它是一种轻便的手提式仪器，便于现场测试，其 结构简单，便于操作，测试效率高。 肖氏硬度计适用于测定黑色金属和有色金属的肖氏硬度值。肖氏硬度计便于携带，特别适用于冶金、重型机械行业中的中大型工件，例如大型构件、铸件、锻 件、曲轴、轧辊、特大型齿轮、机床导轨等工件。 莫氏硬度 表示矿物硬度的一种标准 用测得的划痕的深度分十级来表示硬度：滑石(talc)1（硬度最小），石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，萤石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正长石 (feldspar;orthoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黄玉(topaz)8，刚玉(corundum)9，金刚石(diamond)10。 硬度值并非绝对硬度值，而是按硬度的顺序表示的值。 硬度 代表物 常见用途 1 滑石、石墨 滑石为已知最软的矿物，常见应用有滑石粉。 1.5 皮肤、天然砒霜 2 石膏 用途广泛的工业材料 2~3 冰块 2.5 指甲、琥珀、象牙 2.5 ~ 3 黄金、银、铝 黄金、银常见用於饰品，铝则常见於工业应用。 3 方解石，铜、珍珠 方解石可作雕刻材料，也是许多工业的重要原料。铜见用於合金制作，电子工业的传输媒材等。 3.5 贝壳 4 萤石 又称氟石，可作雕刻材料，常见应用於冶金、化工、建材工业。 4 ~ 4.5 铂金 稀有金属，亦是贵金属中最硬的。铂金常用於军事工业或饰品加工。 4~5 铁 常见用於炼钢、其他工业应用。 5 磷灰石 磷是生物细胞质的重要组成元素，常见用於饲料、肥料工业，亦是重要的化工原料。 5.5 玻璃、不銹钢 6 正长石、丹泉石、纯钛 正长石可作为陶瓷、玻璃、珐郎，以及制造钾肥的原料。 6~7 牙齿（齿冠外层） 主要成分为羟基磷灰石。 6 ~ 6.5 软玉 6.5 黄铁矿 硫酸原料来源、提炼黄金、药用等。 6.5 ~ 7 硬玉 7 石英， 紫水晶 为常见的耐火材料与玻璃的主要原料。 7.5 电气石、锆石 常见於饰品应用 8 黄玉 常见於饰品应用 8.5 金绿柱石 常见於饰品应用 9 刚玉、铬、钨钢 饰品、磨料等。常见的宝石如红宝石、蓝宝石等天然宝石均属刚玉 9.25 莫桑宝石 人造宝石，明亮的程度为钻石2.5倍，但价格约为1/10 10 钻石 地球最硬天然宝石，常见于饰品应用。 大于10 聚合钻石纳米棒 德国科学家于2005年研制出比钻石更硬的材料，具有广泛的工业应用前景。 5
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布氏硬度（HB）
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 2 （HB），N/mm 。布氏硬度的符号用 HBS或HBW表示。 HBS表示压头为淬硬钢球，用于测定布氏硬度值在450以下的材料，如软钢、灰铸铁和有色金属等。 HBW表示压头为硬质合金，用于测定布氏硬度值在650以下的材料。 布氏硬度的表示方法： HBS或HBW之前的数字为硬度值，后面按顺序用数字表示试验条件： ①压头的球体直径； ②试验载荷； ③试验载荷保持的时间(10～15s不标注)。 170HBS10／1000／30表示用直径10mm的钢球，在9807N(1000 kgf)的试验载荷作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。 530HBW5／750表示用直径5 mm的硬质合金球，在7355N(750 kgf)的试验载荷作用下，保持10～15s时测得的布氏硬度值为530。 布氏硬度计算公式： HB=2*1000/(3.14*1000*(10-SQRT(10*10-d*d))) d：钢球压痕直径 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、布氏硬度（BHN）=洛克氏硬度（HV） 试验条件的选择 布氏硬度试验时，压头球体的直径D、试验载荷F及载荷保持的时间t，应根据被试金属材料的种类、硬度值的范围及厚度进行选择 压头直径 lmm 2mm 2.5mm 5mm 10mm 试验载荷 9．807N(lkgf)～29．42KN(3000kgf) 保持时间 黑色金属10～15s；有色金属为30s；布氏硬度值小于35时为60s 试验中，钢球直径较大，在金属材料表面上留下的压痕也较大，故测得的硬度值比较准确。 布氏硬度值和抗拉强度之间有一定的关系，因此可按布氏硬度值近似确定金属材料的抗拉强度。如被试金属硬度过高，将影响硬度值的准确性，所以布氏硬度 试验一般适于测定布氏硬度值小于650的金属材料。布氏硬度压痕较大，故不宜测定成品及薄片材料。 2 洛氏硬度（HR） 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）。 3 4 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） 肖氏硬度（HS） 应用弹性回跳法将撞销从一定高度落到所试材料的表面上而发生回跳。撞销是一只具有尖端的小锥，尖端上常镶有金刚钻。用测得的撞销回跳的高度来表示硬