岩石硬度

岩石硬度

矿物的物理性质包括:颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、脆性和延展性、弹性和挠性、相对密度、磁性、发光性、电性、其它性质。

岩石硬度是岩石抵抗其他物体刻划或压人其表面的能力，其街量单位是Pa(帕)或MPa(兆帕)。

早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的莫氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：1）滑石2）石膏3）方解石4）萤石5）磷灰石6）正长石7）石英8）黄玉9）刚玉10）金刚石。各级之间硬度的差异不是均等的，只表示硬度由小到大的顺序，不表示软硬的程度。后面的矿物可划破前面的矿物表面。一般莫氏硬度按十级标准的莫氏硬度计确定，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。

M.M.普罗托奇雅可诺夫(前苏联)又于1926年提出了表示矿岩的坚固性的量化指标——普氏硬度：坚固性系数f=R/10 (R单位是MPa)，式中R--为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。

岩石级别坚固程度代表性岩石

Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他

各种特别坚固的岩石。(f=20)

Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固

的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿

脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁

矿，不坚固的花岗岩。(f=8)

Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)

Ⅳa 比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5)

Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾

石。(f=4)

Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3)

Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，

无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2) Ⅵa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎

石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，

粘土质土壤。(f=1)

Ⅶa 软软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8)

Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6)

Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤.

(f=0.5)

Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤.

(f=0.3) A

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、里氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等等。

金属材质硬度一般用布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、里氏硬度等表示；塑料材料一般用巴氏硬度和邵氏硬度计表示；橡胶一般用邵氏硬度表示；矿石用莫氏硬度。

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。

布氏硬度(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。布氏硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷将一定大小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)。

维氏硬度

维氏硬度试验方法是英国史密斯（R.L.Smith）和塞德兰德（C.E.Sandland）于1925年提出的。英国的维克斯—阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司试制了第一台以此方法进行试验的硬度计。和布氏、洛氏硬度试验相比，维氏硬度试验测量范围较宽，从较软材料到超硬材料，几乎涵盖各种材料。

里氏硬度

里氏硬度是以HL表示，里氏硬度测试技术是由瑞士狄尔马，里伯博士发明的，它是用一定质量的装有碳化钨球头的冲击体，在一定力的作用下冲击试件表面，然后反弹。由于材料硬度不同，撞击后的反弹速度也不同。在冲击装置上安装有永磁材料，当冲击体上下运动时，其外围线圈便感应出与速度成正比的电磁信号，再通过电子线路转换成里氏硬度值。肖氏硬度

简称HS。表示材料硬度的一种标准。由英国人肖尔(Albert F.Shore)首先提出。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。测试数值为1000x撞销返回速度/撞销初始速度（即为碰撞前后的速度比乘以1000）

巴氏硬度

巴柯尔(Barcol)硬度(简称巴氏硬度), 最早由美国Barber-Colman公司提出，是近代国际上广泛采用的一种硬度门类，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，定义每压入0.0076mm为一个巴氏硬度单位。巴氏硬度单位表示为HBa。

努氏硬度

努氏硬度是作为绝对数值而测得的硬度，主要在加工方面使用该数值。一般来说，金刚石的努氏硬度为7000~8000千克/平方毫米

韦氏硬度

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。