常見黑色金屬硬度對(duì)照表(強(qiáng)度近似換算) | ||||
硬度分類 |
抗拉強(qiáng)度 N/mm2 |
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洛氏 | 維氏 | 布氏 | ||
HRC | HRA | HV | HB | |
17 | — | 211 | 211 | 710 |
17.5 | — | 214 | 214 | 715 |
18 | — | 216 | 216 | 725 |
18.5 | — | 218 | 218 | 730 |
19 | — | 221 | 220 | 735 |
19.5 | — | 223 | 222 | 745 |
20 | — | 226 | 225 | 750 |
20.5 | — | 229 | 227 | 760 |
21 | — | 231 | 229 | 765 |
21.5 | — | 234 | 232 | 775 |
22 | — | 237 | 234 | 785 |
22.5 | — | 240 | 237 | 790 |
23 | — | 243 | 240 | 800 |
23.5 | — | 246 | 242 | 810 |
24 | — | 249 | 245 | 820 |
24.5 | — | 252 | 248 | 830 |
25 | — | 255 | 251 | 835 |
25.5 | — | 258 | 254 | 850 |
26 | — | 261 | 257 | 860 |
26.5 | — | 264 | 260 | 870 |
27 | — | 268 | 263 | 880 |
27.5 | — | 271 | 266 | 890 |
28 | — | 274 | 269 | 900 |
28.5 | — | 278 | 273 | 910 |
29 | — | 281 | 276 | 920 |
29.5 | — | 285 | 280 | 935 |
30 | — | 289 | 283 | 950 |
30.5 | — | 292 | 287 | 960 |
31 | — | 296 | 291 | 970 |
31.5 | — | 300 | 294 | 980 |
32 | — | 304 | 298 | 995 |
32.5 | — | 308 | 302 | 1010 |
33 | — | 312 | 306 | 1020 |
33.5 | — | 316 | 310 | 1035 |
34 | — | 320 | 314 | 1050 |
34.5 | — | 324 | 318 | 1065 |
35 | — | 329 | 323 | 1080 |
35.5 | — | 333 | 327 | 1095 |
36 | — | 338 | 332 | 1110 |
36.5 | — | 342 | 336 | 1125 |
37 | — | 347 | 341 | 1140 |
37.5 | — | 352 | 345 | 1160 |
38 | — | 357 | 350 | 1175 |
38.5 | — | 362 | 355 | 1190 |
39 | 70 | 367 | 360 | 1210 |
39.5 | 70.3 | 372 | 365 | 1225 |
40 | 70.8 | 382 | 375 | 1260 |
40.5 | 70.5 | 377 | 370 | 1245 |
41 | 71.1 | 388 | 380 | 1280 |
41.5 | 71.3 | 393 | 385 | 1300 |
42 | 71.6 | 399 | 391 | 1320 |
42.5 | 71.8 | 405 | 396 | 1340 |
43 | 72.1 | 411 | 401 | 1360 |
43.5 | 72.4 | 417 | 407 | 1385 |
44 | 72.6 | 423 | 413 | 1405 |
44.5 | 72.9 | 429 | 418 | 1430 |
45 | 73.2 | 436 | 424 | 1450 |
45.5 | 73.4 | 443 | 430 | 1475 |
46 | 73.7 | 449 | 436 | 1500 |
46.5 | 73.9 | 456 | 442 | 1525 |
47 | 74.2 | 463 | 449 | 1550 |
47.5 | 74.5 | 470 | 455 | 1575 |
48 | 74.7 | 478 | 461 | 1605 |
48.5 | 75 | 485 | 468 | 1630 |
49 | 75.3 | 493 | 474 | 1660 |
49.5 | 75.5 | 501 | 481 | 1690 |
50 | 75.8 | 509 | 488 | 1720 |
50.5 | 76.1 | 517 | 494 | 1750 |
51 | 76.3 | 525 | 501 | 1780 |
51.5 | 76.6 | 534 | — | 1815 |
52 | 76.9 | 543 | — | 1850 |
52.5 | 77.1 | 551 | — | 1885 |
53 | 77.4 | 561 | — | 1920 |
53.5 | 77.7 | 570 | — | 1955 |
54 | 77.9 | 579 | — | 1995 |
54.5 | 78.2 | 589 | — | 2035 |
55 | 78.5 | 599 | — | 2075 |
55.5 | 78.7 | 609 | — | 2115 |
56 | 79 | 620 | — | 2160 |
56.5 | 79.3 | 631 | — | 2205 |
57 | 79.5 | 642 | — | 2250 |
57.5 | 79.8 | 653 | — | 2295 |
58 | 80.1 | 664 | — | 2345 |
58.5 | 80.3 | 676 | — | 2395 |
59 | 80.6 | 688 | — | 2450 |
59.5 | 80.9 | 700 | — | 2500 |
60 | 81.2 | 713 | — | 2555 |
60.5 | 81.4 | 726 | — | — |
61 | 81.7 | 739 | — | — |
61.5 | 82 | 752 | — | — |
62 | 82.2 | 766 | — | — |
62.5 | 82.5 | 780 | — | — |
63 | 82.8 | 795 | — | — |
63.5 | 83.1 | 810 | — | — |
64 | 83.3 | 825 | — | — |
64.5 | 83.6 | 840 | — | — |
65 | 83.9 | 856 | — | — |
65.5 | 84.1 | 872 | — | — |
66 | 84.4 | 889 | — | — |
66.5 | 84.7 | 906 | — | — |
67 | 85 | 923 | — | — |
67.5 | 85.2 | 941 | — | — |
68 | 85.5 | 959 | — | — |
68.5 | 85.8 | 978 | — | — |
69 | 86.1 | 997 | — | — |
69.5 | 86.3 | 1017 | — | — |
70 | 86.6 | 1037 | — | — |
HRC/HB近似換算小竅門
硬度高于20HRC ,1HRC≈10HB,
硬度低于20HRC,1HRC≈11.5HB。
備注:對(duì)于切削加工,基本可統(tǒng)一換算1HRC≈10HB(工件材料硬度有波動(dòng)范圍)
金屬材料的硬度
硬度
是指材料抵抗局部變形,特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量材料軟硬的指標(biāo)。
按測(cè)試方法的不同,硬度分為三種類型。
①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。
②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、維氏硬度和顯微硬度等幾種。
③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。
金屬材料最常見到的布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度屬于壓入硬度,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,硬度值代表金屬?gòu)椥宰冃喂δ艿拇笮 ?
布氏硬度 Brinell Hardness
用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球作壓頭,以相應(yīng)的試驗(yàn)力F壓入試件表面,經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后,卸除試驗(yàn)力,得到一直徑為d的壓痕。用試驗(yàn)力除以壓痕表面積,所得值即為布氏硬度值,符號(hào)用HBS或HBW表示。
HBS和HBW的區(qū)別是壓頭的不同。HBS表示壓頭為淬硬鋼球,用于測(cè)定布氏硬度值在450以下的材料,如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。HBW表示壓頭為硬質(zhì)合金,用于測(cè)定布氏硬度值在650以下的材料。
同樣的試塊,當(dāng)其它試驗(yàn)條件完全相同的情況下,兩種試驗(yàn)結(jié)果不同,HBW值往往大于HBS值,而且并無(wú)定量的規(guī)律所循。
2003年以后,我國(guó)已經(jīng)等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),取消了鋼球壓頭,全部采用硬質(zhì)合金球頭。因此HBS停止使用,全部用HBW表示布氏硬度符號(hào)。很多時(shí)候布氏硬度僅用HB表示,指的就是HBW。不過(guò)在文獻(xiàn)論文中HBS仍時(shí)有所見。
布氏硬度測(cè)量法適用于鑄鐵、非鐵合金、各種退火及調(diào)質(zhì)的鋼材,不宜測(cè)定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。
洛氏硬度 Rockwell Hardness
用錐頂角為120°的金剛石圓錐或?1.588mm和?3.176mm淬火鋼球作壓頭和載荷配合使用,在10kgf初載荷和60、100或150kgf力總載荷(即初載荷加主載荷)先后作用下壓入試樣,在總載荷作用后,以卸除主載荷而保留主載荷時(shí)的壓入深度與初載荷作用下壓入深度之差來(lái)表示硬度。
洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力,三種壓頭,它們共有9種組合,對(duì)應(yīng)于洛氏硬度的9個(gè)標(biāo)尺。這9個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。常用的有HRA、HRB和HRC三種,其中HRC應(yīng)用最廣。
常用洛氏硬度試驗(yàn)規(guī)范表
硬度 符號(hào) |
壓頭類型 |
總試驗(yàn)力 F/N(kgf) |
硬度 范圍 |
應(yīng)用舉例 |
HRA |
120°金剛石 圓錐 |
588.4(60) |
20~88 |
硬質(zhì)合金、碳化物、 淺層表面硬化鋼等 |
HRB |
?1.588mm 淬火鋼球 |
980.7(100) |
20~100 |
退火、正火鋼、鋁合 金、銅合金、鑄鐵 |
HRC |
120°金剛石 圓錐 |
1471(150) |
20~70 |
淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、深 層表面硬化鋼 |
HRC標(biāo)尺的使用范圍是20~70HRC。當(dāng)硬度值小于20HRC時(shí),因?yàn)閴侯^的圓錐部分壓入太多,靈敏度下降,這時(shí)應(yīng)改用HRB標(biāo)尺;當(dāng)試樣硬度大于67HRC時(shí),壓頭尖端承受的壓力過(guò)大,金剛石容易損壞,壓頭壽命會(huì)大大縮短,因此一般應(yīng)改用HRA標(biāo)尺。
洛氏硬度試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便、迅速、壓痕小,可測(cè)試成品表面及較硬、較薄的工件。因壓痕小,對(duì)于組織和硬度不均勻的材料,硬度值波動(dòng)較大,準(zhǔn)確性不如布氏硬度高。洛氏硬度用于測(cè)定鋼鐵、有色金屬、硬質(zhì)合金等的硬度。
維氏硬度 Vickers Hardness
維氏硬度測(cè)量原理與布氏硬度相似。采用相對(duì)面夾角為136°金剛石正四棱錐壓頭,以規(guī)定的試驗(yàn)力F壓入材料的表面,保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值,標(biāo)記符號(hào)為HV。
維氏硬度測(cè)量范圍大,可測(cè)量硬度為10~1000HV范圍的材料,壓痕小,一般用來(lái)測(cè)量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。
里氏硬度 Leeb Hardness
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,符號(hào)標(biāo)記為HL。
里氏硬度儀無(wú)需工作臺(tái),其硬度傳感器小如一只筆,可用手直接操作,無(wú)論是大、重型工件還是幾何尺寸復(fù)雜的工件都能容易地檢測(cè)。
里氏硬度另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)產(chǎn)品表面損傷很輕,有時(shí)可作為無(wú)損檢測(cè);對(duì)各個(gè)方向,窄小空間及特殊部位硬度測(cè)試具有獨(dú)特性。