硬度试验：衡量物品硬度的简单易行方法，探索硬度与强度的换算关系

在工作中，我们经常需要测量各种硬度值并在HB和HRC之间进行转换。其中一些价值观的基础知识需要重新整理。现在我们在网上整理了一些知识作为基础参考。

爱情虽然不如金子那么坚固，但却比钻石更恒久！广阔的世界是一个神奇的工艺，有数千种软硬不一的物品。无论微观世界中的八面体、菱形十二面体、立方体、四面体、六八面体等，它们都是负责硬度的物质因素。目前，世界上最硬的钻石由碳14（碳的同位素）组成。

如何衡量哪一个项目最难？您需要使用硬度测试来确定硬度级别。硬度测试是力学性能测试中最简单、最容易的测试方法。为了用硬度测试来代替某些力学性能测试，生产中需要更准确的硬度与强度之间的换算关系。实践证明，金属材料的各种硬度值之间以及硬度值与强度值之间都存在近似的对应关系。因为硬度值是由初始塑性变形抗力和持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，硬度值也越高。可见，硬度不是一个简单的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性的综合性能指标。

在钢铁行业中，金属硬度的代号为H。根据硬度测试方法的不同，常规的表述有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中HB和HRC是较常用的。布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）、维氏硬度（HV），它们的数值表示材料表面抵抗硬物侵入的能力。里氏硬度（HL）和肖氏硬度（HS）都是回弹硬度测试，它们的值代表金属的弹性变形功。

1、洛氏硬度

洛氏硬度是由SP Rockwell于1921年提出的，是用洛氏硬度计测量的金属材料的硬度值。该值没有单位，仅用代码“HR”表示。测量方法是在规定的外载荷作用下，将钢球或金刚石压头垂直压入被测材料表面，产生压痕。对于凹痕的深度，可以使用洛氏硬度计算公式HR=(KH)/C来计算洛氏硬度。洛氏硬度值显示在硬度计的表盘上，可直接读取。洛氏硬度是根据塑性变形压痕的深度来确定硬度值的指标。使用0.002毫米作为硬度单位。当HB>450或试样太小时，不能采用布氏硬度试验，而采用洛氏硬度测量。它是用顶角为120°的金刚石锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球在一定载荷下压入被测材料表面，由下式计算出材料的硬度：压痕的深度。根据试验材料硬度的不同，用三种不同的标度表示：

HRA：是用60kg载荷和金刚石锥压入器获得的硬度，用于极硬材料（如硬质合金等）。

HRB：是用载荷100kg、直径1.58mm的淬硬钢球得到的硬度。用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：采用150kg载荷和金刚石锥体压入器获得的硬度，用于硬度非常高的材料（如淬火钢等）。

2、布氏硬度

布氏硬度（HB）一般用于材料较软的情况，如有色金属、热处理前或退火后的钢材。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。

布氏硬度（HB）是将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球，以一定的试验载荷压入被测金属表面，保持规定的时间，然后卸荷，测量压痕的测量方法待测表面的直径。布氏硬度值是载荷除以压痕球的表面积。一般是将一定尺寸的淬火钢球以一定的载荷压入材料表面并保持一段时间。去除载荷后，载荷与其压痕面积之比即为布氏硬度值（HB），单位为千克力。 /mm2(N/mm2)。试验载荷和试验钢球直径需根据材料的实际性能确定。

3.维氏硬度

维氏硬度测试方法由英国RL Smith和CESandland于1925年提出，英国Vickers-Armstrong公司试制了第一台采用该方法测试的硬度计。与布氏和洛氏硬度测试相比，维氏硬度测试的测量范围更广，几乎涵盖了所有种类的材料，从较软的材料到超硬的材料。

4、里氏硬度

沧州OPPO里氏硬度用HL表示。里氏硬度测试技术是由瑞士Dilmar博士发明的。它采用一定质量的冲击体配备硬质合金球头，在一定力的作用下进行冲击。向下冲击试件表面，然后反弹。由于材料的硬度不同，冲击后的回弹速度也不同。冲击装置上安装有永磁材料。当冲击体上下运动时，其外围线圈感应出与速度成正比的电磁信号，然后通过电子电路转换成里氏硬度值。

5.肖氏硬度

缩写为HS。材料硬度的度量。它是由英国人Albert F. Shore首先提出的。

弹性回弹法是将撞针从一定高度落到被测材料表面上引起回弹。撞针是一个带有尖端的小圆锥体，通常镶嵌有钻石。测试值为1000x撞针返回速度/撞针初始速度（即碰撞前后的速度比乘以1000）

6.巴氏硬度

巴氏硬度（简称巴氏硬度）由美国Barber-Colman公司首先提出。是现代国际上广泛使用的硬度类别。一定形状的硬钢压头在标准弹簧试验力的作用下进行试验。 ，压入样品表面，利用压头的压痕深度来测定材料硬度，将每一个压痕0.0076mm定义为巴氏硬度单位。巴氏硬度的单位表示为HBa。

7.努氏硬度

努氏硬度是以绝对值测量的硬度，主要用于机械加工。一般来说，金刚石的努氏硬度为7000~8000 kg/mm2

8.韦氏硬度

将一定形状的硬钢压头在标准弹簧试验力的作用下压入试样表面。压头的压入深度用于确定材料的硬度。 0.01mm的压痕深度被定义为韦氏硬度单位。韦氏硬度的单位表示为HW。

三种测试方法的适用范围：

HRC 表示洛氏硬度 C 标度。 HRC和HB在生产中应用广泛。 HRC的适用范围为HRC20--67，相当于HB225--650。如果硬度高于此范围，请使用洛氏硬度 A 标尺 HRA。如果硬度低于此范围，则使用洛氏硬度B标度HRB。布料硬度的上限为HB650，不能高于此值。在一定条件下，HB和HRC可以查表互换。

洛氏硬度：工业生产中最常用，适用于硬度较高的金属材料，如淬火钢、调质钢等；洛氏硬度测试采用三种试验力和三个压头，共9种组合，对应洛氏硬度的9个标度。这9个尺度的应用几乎涵盖了所有常用的金属材料。洛氏硬度没有单位，是无量纲的机械性能指标。最常用的硬度标度是A、B和C。它们通常记录为HRA、HRB和HRC。表示方法为硬度数据+硬度符号。如40HRC。

维氏硬度：由于测试时施加的压力小，穿透深度浅，对工件损伤很小。特别适用于测量零件表面硬化层和表面化学处理的硬度。精度比布氏、洛氏硬度更准确。但维氏硬度的测试操作比较麻烦，在生产中一般很少采用。主要用于实验室和科学研究。例如渗碳、渗氮、碳氮共渗、电镀等硬度。

布氏硬度：一般来说，布氏硬度用于硬度较低的钢材，如退火、正火、轧后空冷、淬火+高温回火等。

维氏换算洛氏的公式HRC=100-37353/(HV+200)

1、肖氏硬度（HS）=负荷硬度（BHN）/10+12

2、邵氏硬度（HS）=洛氏硬度（HRC）+15

3、布格哈特硬度（BHN）=洛克硬度（H）

4、洛氏硬度（HRC）=负荷硬度（BHN）/10-3