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1、针布+技术服务 硬度基本知识田翠青 2009.11.17针布+技术服务 目录 0简介 1布氏硬度 1.1布氏硬度原理 1.2布氏硬度表示方法 1.3布氏硬度优缺点 1.4布氏硬度计常见故障及解决方法 2洛氏硬度 2.1洛氏硬度原理 2.2洛氏硬度标尺 2.3洛氏硬度计优缺点 2.4洛氏硬度计检定时常见误差及处理方法 3维氏硬度 3.1维氏硬度原理 3.2维氏硬度试验力及表示方法 3.3维氏硬度优缺点 3.4维氏硬度计常见故障与解决方法 4小结针布+技术服务 硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、 压入或刻划的能力，是衡量材料软硬程度的一 种性能。 硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金 属
2、材料表面层，然后根据压痕的面积或深度确 定其硬度值。根据压头和压力不同，常用的硬 度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。0 简介针布+技术服务 硬度测量方 法适用范围布氏硬度试 验测量晶粒粗大且组织 不均的零件。对成品件 不宜采用。钢铁 件的硬度检验 中，现已逐渐 采用硬质合金球压头测 量退火件、正火件、 调质 件以及铸件和锻件的硬度洛氏硬度试 验批量件、成品件及半成品件的硬度检验 。对 晶粒粗大且组织 不均的零件不宜采用。A标尺 适于测量高硬度淬火件、较小与较薄件的硬 度，以及具有中等厚度硬化层零件的表面硬度 。B标尺适于测量硬度较低的退火件、正火件 及调质 件。C标尺适于测量经淬火回火等处
3、 理零件的硬度，以及具有较厚硬化层零件的表 面硬度维氏硬度试 验钢铁 件的硬度检验 中，试验 力一般不超过 294.2N。主要用于测量小件、薄件的硬度以及 具有浅或中等厚度硬化层零件的表面硬度针布+技术服务 1 布氏硬度针布+技术服务 1.1布氏硬度原理针布+技术服务 试样厚度要求：对于软的材料，试样的厚度至少应为压 痕深度的15倍；对于硬的材料，试样的厚度则至少为压 痕深度的7倍。 针布+技术服务 1.2布氏硬度表示方法 除了采用压头直径D为10mm，试验力F为3000kgf（ 29421N），保持时间1015s的试验条件外，在其它试 验条件下测得的硬度值，应在符号HBS的后面用相应 的数字
4、注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间 。 120HBS10/1000/30：表示用10mm的钢球作压头，在 1000kgf(9807N)的试验力作用下，保持时间为30s后所 测得的硬度值为120。 500HBW5/750：表示用5mm的硬质钢球作压头，在 750kgf(735N)的试验力作用下，保持时间为1015s后 所测得的硬度值为500。 针布+技术服务 淬火钢球用于测定硬度HBS450的金属 材料，如灰铸铁、有色金属以及退火、 正火和调质处理的钢材等。 硬质合金球用于测定HBW650的金属 材料。针布+技术服务 1.3布氏硬度优优缺点优点： 1）硬度代表性好，测得的硬度值较准确； 2
5、）试验数据稳定，重现性好，精度高； 3）布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好 的对应关系。针布+技术服务 缺点： 1）对金属表面的损伤较大； 2）试验过程复杂、费时、误差较大。针布+技术服务 1.4布氏硬度计常见故障及解决方法 1）载荷误差大或不稳定。 2） 加荷速度不能控制在规定的时间内。 3） 测定的硬度值与标准硬度块示值不一 致。针布+技术服务 4） 硬度计反复加卸载荷。 5） 硬度计载荷全部加上时停机。 6） 按键开关按下，硬度计不动作，但有 嗡嗡的电流声。针布+技术服务 2 洛氏硬度针布+技术服务 1在初始试验力F0下的压入深度h0； 2在总试验力F0+F1下的压入深度h1； 3去除主
6、试验力F1后的弹性回复深度； 4残余压入深度e； 5试样表面； 6测量基准面； 7压头位置2.1洛氏硬度原理针布+技术服务 当压头为金刚石圆锥体时，HR=100-e 当压头为钢球时， HR=130-e注：每0.002mm的压痕深度为一个硬度单位 针布+技术服务 2.2洛氏硬度标尺120金刚石圆锥1.588mm钢球3.175mm钢球60kg100kg150kg试验力压头类型针布+技术服务 洛氏硬 度标尺硬度 符号压头类 型初试验 力 F0（N）主试验 力 F1（N）总试验 力 F0+ F1（N）适用范围AHRA120金刚石圆 锥98.07490.3588.42088HRABHRB1.5875mm
7、钢 球98.07882.6980.720100HRBCHRC120金刚石圆 锥98.07137314712070HRCDHRD120金刚石圆 锥98.07882.6980.74077HRDEHRE3.175mm钢球98.07882.6980.770100HREFHRF1.5875mm钢 球98.07490.3588.460100HRFGHRG1.5875mm钢 球98.07137314713094HRGHHRH3.175mm钢球98.07490.3588.480100HRHKHRK3.175mm钢球98.071373147140100HRK洛氏硬度试验条件 针布+技术服务 试样材料 压头 标尺
8、 总试验 力（ kg）高硬度或薄硬材料。如硬质合金、硬化薄钢带、 渗碳后的淬硬钢。金刚石压头A60中低硬度材料。如退火后的中低碳钢、不锈钢、 铜合金、超硬铝合金、可锻铸铁 等。是应用 较广的洛氏硬度标尺。1/16钢球B100淬火及低温回火的一般钢材、冷硬铸铁、珠光体 可锻铸铁 、钛合金等，及硬度值超过 HRB100的材料。是应用最广的洛氏硬度标 尺。金刚石压头C150中等渗层表面硬化钢、薄硬钢板、珠光体可锻铸 铁。金刚石压头D100铸铁、铝合金、镁合金、轴承合金。1/8钢球E100 退火黄铜、紫铜、铝合金、软钢薄板。1/16钢球F60 铍青铜、磷青铜、可锻铸铁 等（HRB值接近100 的材料）
9、。1/16钢球G150铝、锌、铅等软金属。1/8钢球H60软金属薄材、轴承合金。1/8钢球K150洛氏硬度标尺的选择 针布+技术服务 2.3洛氏硬度计优缺点 优点： 1）操作简单、测量迅速、工作效率高； 2）压痕小，可直接测试成品工件； 3）初试验力的采用，使得试样表面轻微的不平度对硬 度值的影响较小； 4）适于在工厂使用，适于对成批加工的成品或半成品 工件进行逐件检测； 5）对测量操作的要求不高。针布+技术服务 缺点： 由于压痕小，测得的数值不够准确，通 常要在试样不同部位测定四次以上，取 其平均值为该材料的硬度值。针布+技术服务 2.4洛氏硬度计检定时常见误差及处理方法 1 人为误差 技术
10、熟练程度 加荷速度及时间2 被测零件影响的因素 表面光洁度 表面盐渍、沙子 、氧化皮等 斜面（或锥度）、球面及圆柱体零件针布+技术服务 3 压头的影响 不符合技术要求有磨损 强度和硬度不够 4 载荷方面 初负荷 主负荷 针布+技术服务 5 硬度计安置不正 6 零件某一测试部位的表面与工作台接 触不良，或支承点不稳固 7 周围环境的影响针布+技术服务 3维氏硬度针布+技术服务 3.1维氏硬度原理 针布+技术服务 3.2维氏硬度试验力及表示方法 试验 力范围/N硬度符号试验 名称F49.03HV5维氏硬度试验1.961F49.03HV0.2HV5小负荷维氏硬度试验0.09807F1.961HV0.
11、01HV0.2显微维氏硬度试验维氏硬度试验的三种方法针布+技术服务 维氏硬度 试验小负荷维氏 硬度试验显微维氏硬 度试验 硬 度 符 号试验 力/N硬度 符号试验 力/N硬度 符号试验 力/NHV 549.03 HV0. 21.961HV0. 010.0980 7 HV 1098.07 HV0. 32.942HV0. 0150.1471HV 20196.1 HV0. 54.903HV0. 020.1961HV 30294.2HV19.807HV0. 0250.2452HV 50490.3HV219.61HV0. 050.4903HV 100980.7HV329.42HV0. 10.9807注：
12、1.维氏硬度试验 可使用大于980.7N的 试验 力； 2.显微维氏试验 力为推荐值。 推荐的维氏硬度试验力针布+技术服务 维氏硬度表示方法：HV前面的数值为硬度值 ，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10 15S。如果选用的时间超出这一范围，在力 值后面还要注上保持时间。 600HV30表示采用294.2N（30kg）的试验力 ，保持时间1015S时得到的硬度值为600。 600HV30/20表示采用294.2N（30kg）的试验 力，保持时间20S时得到的硬度值为600。 针布+技术服务 3.3维氏硬度优缺点优点： 1）压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准 确，精度很高，重复性也很好。
13、2）测量范围宽广 3）其硬度值与试验力的大小无关 4）不存在试验力与压头直径有一定比例关系 的约束，不存在压头变形问题。针布+技术服务 缺点： 1）其硬度值需要先测量对角线长度，然 后经计算或查表确定，故效率不如洛氏 硬度试验高。 2）要求较高的试验技术，对于试样表面 的光洁度要求较高，通常需要制作专门 的试样，操作麻烦费时，通常只在实验 室中使用。 针布+技术服务 3.4维氏硬度计常见故障与解决方法 1）加荷指示灯、测量显微镜灯不亮 2）测量显微镜内浑浊，看不到或看不清压痕 3）压痕不在视场内或稍转动工作台，压痕位 置变化很大 4）检定时示值超差 5）加荷时有冲击现象 针布+技术服务 4小结 布氏硬度试验不适用于测定硬度较高的 材料； 洛氏硬度试验虽然可用于测定软材料和 硬材料，但其硬度值不能进行比较； 维氏硬度试验可以测量从软到硬的各种 材料以及金属零件的表面硬度，并有连 续一致的硬度标尺 附表针布+技术服务 谢谢！
