第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验1 包雪鹏包雪鹏 2013.04.07力学性能试验力学性能试验第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验2绪论绪论 硬度试验有关标准和基本概念硬度试验有关标准和基本概念1 1 相关的基础标准相关的基础标准GB/T 10623-2008 金属材料金属材料 力学性能试验术语力学性能试验术语（（ISO 23718：：2007，，mod））GB/T 24182-2009 金属力学性能试验金属力学性能试验 出版标准中的符号及定义出版标准中的符号及定义GB/T 2975-1998 钢及钢产品钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制力学性能试验取样位置及试样制备（备（ISO 377：：1997，，eqv））GB/T 8170-2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T 1172-1999 黑色金属硬度及强度换算值黑色金属硬度及强度换算值GB/T 3771-1983 铜合金硬度与强度换算值铜合金硬度与强度换算值JB/T 6050-2006 钢铁热处理零件硬度测试通则钢铁热处理零件硬度测试通则EN ISO 18265-2003 金属材料金属材料 硬度值的换算硬度值的换算 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验32 其他硬度试验方法标准其他硬度试验方法标准 GB/T 18449.1-2009 金属努氏硬度试验方法金属努氏硬度试验方法 第第1部分：试验部分：试验方法（替代：方法（替代：GB/T 18449.1-2001 金属努氏硬度试验方法金属努氏硬度试验方法 第第1部分：试验方法）部分：试验方法）GB/T 18449.2-2001 金属努氏硬度试验金属努氏硬度试验 第第2部分：硬度计的检部分：硬度计的检验验GB/T 18449.3-2001 金属努氏硬度试验金属努氏硬度试验 第第3部分：标准硬度块部分：标准硬度块的标定的标定GB/T 18449.4-2009 金属材料金属材料 努氏硬度试验努氏硬度试验 第第4部分：硬度部分：硬度值表值表 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验43 硬度计的计量硬度计的计量→ JJG 150-2005 金属布氏硬度金属布氏硬度计检计检定定规规程程→ JJG 112-2003 金金属属洛洛氏氏硬硬度度计计（（A，，B，，C，，D，，E，，F，，G，，H，，K，，N，，T标标尺）尺）检检定定规规程程→ JJG 151-2006 金属金属维维氏硬度氏硬度计检计检定定规规程程→ JJG 747-1999 里氏硬度里氏硬度计检计检定定规规程程 4 试验机的有关标准试验机的有关标准 → GB/T 2611-2007 试试验验机机 通通用用技技术术要要求求（（替替代代 GB/T 2611-1992 试验机通用技术要求）试验机通用技术要求）→ GB/T 3159-2008 液液压压式式万万能能试试验验机机（（替替代代 GB/T 3159-1992 液液压压式万能试验机、式万能试验机、GB/T 3722-1992 液压式压力试验机）液压式压力试验机）→ GB/T 16491-2008 电电子子式式万万能能试试验验机机（（替替代代 GB/T 16491-1996 电电子式万能试验机）子式万能试验机） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验5→ GB/T 16826-2008 电电液液伺伺服服万万能能试试验验机机（（替替代代 GB/T 16826-1997电液式万能试验机）电液式万能试验机） → GB/T 12160-2002 单轴试验用引伸计的标定单轴试验用引伸计的标定→ GB/T 16825.1-2008 静静力力单单轴轴试试验验机机的的检检验验 第第1部部分分：：拉拉力力和和（或）压力试验机测力系统的检验与校准（或）压力试验机测力系统的检验与校准→ GB/T 22066-2008 静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定 → JJF 1103-2003 万能试验机计算机数据采集系统评定万能试验机计算机数据采集系统评定→ JJG 139-1999 拉力、压力和万能试验机拉力、压力和万能试验机→ JJG 475-2008 电子式万能试验机检定规程电子式万能试验机检定规程→ JJG 556-2005 轴向加荷疲劳试验机检定规程轴向加荷疲劳试验机检定规程→ JJG 762-2007 引伸计检定规程引伸计检定规程 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验65 常用硬度试验常用硬度试验常用硬度试验：常用硬度试验： → 布氏硬度试验布氏硬度试验 → 洛氏硬度试验洛氏硬度试验 → 维氏硬度试验维氏硬度试验 → 肖氏硬度试验肖氏硬度试验 → 里氏硬度试验里氏硬度试验 本章内容的特点：本章内容的特点： → 与标准结合得比较好，许多内容直接从标准中来的。
与标准结合得比较好，许多内容直接从标准中来的 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验7⑴⑴ 金属的硬度，是金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、金属的硬度，是金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕和划痕的能力，是衡量金属材料软硬程度的一种指标压痕和划痕的能力，是衡量金属材料软硬程度的一种指标⑵⑵ 从硬度的影响因素看，硬度与金属材料的化学成分、金相从硬度的影响因素看，硬度与金属材料的化学成分、金相组织、热处理工艺、冷加工变形等密切有关从使用来看，组织、热处理工艺、冷加工变形等密切有关从使用来看，硬度与强度、塑性、韧性、耐磨性等有关硬度与强度、塑性、韧性、耐磨性等有关 ⑶⑶ 硬度试验方法的分类：硬度试验方法的分类：⑷⑷ 硬度值的物理意义：硬度值的物理意义：⑸⑸ 硬度试验方法的选择：硬度试验方法的选择：6 金属硬度的基本概念金属硬度的基本概念 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验8第一节第一节 布氏硬度试验布氏硬度试验0 0 布氏硬度试验的有关标准布氏硬度试验的有关标准→ GB/T 231.1-2009 金属材料金属材料 布氏硬度试验布氏硬度试验 第第1部分：试验方法，部分：试验方法，替代替代GB/T 231.1-2002，，2010-04-01起实施起实施；；修改采用修改采用ISO 6506-1:2005。
→ GB/T 231.2-2002 金属布氏硬度试验金属布氏硬度试验 第第2部分：硬度计的检验部分：硬度计的检验与校准，替代与校准，替代 GB/T 6269-1997 布氏硬度计的检验，修改采用布氏硬度计的检验，修改采用 ISO 6506-2:1999（（GB/T 231.2-2012即将实施）即将实施）→ GB/T 231.3-2002 金属布氏硬度试验金属布氏硬度试验 第第3部分：标准硬度块的部分：标准硬度块的标定，替代标定，替代 GB/T 6270-1997 标准布氏硬度块的标定，修改采用标准布氏硬度块的标定，修改采用 ISO 6506-3:1999（（GB/T 231.3-2012即将实施）即将实施）→ GB/T 231.4-2009 金属材料金属材料 布氏硬度试验布氏硬度试验 第第4部分：硬度值表部分：硬度值表 2010-04-01起实施单独将平面布氏硬度值计算表列为一部分；等起实施单独将平面布氏硬度值计算表列为一部分；等同采用同采用 ISO 6506-4:2005 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验9压头压头：硬：硬质质合金球 GB/T 231.1-2009 在引言中在引言中明确明确规规定了定了本版本版标标准准只允只允许许使用硬使用硬质质合金合金压头压头。
且明确指出布氏硬度且明确指出布氏硬度HBW，不，不应应与以前的符号与以前的符号HB 和和钢钢球球压头压头的确的确HBS 相混淆 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验10一、试验原理一、试验原理布氏硬度计布氏硬度计 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验11HBW=0.102F/ S = 0.102F / Dh 压痕的表面积通过压痕的压痕的表面积通过压痕的平均直径平均直径和压头直径计算得到和压头直径计算得到 d是变量，试验时测量是变量，试验时测量d，得出，得出HBW 布氏硬度一般不标单位布氏硬度一般不标单位 GB/T 231.1-2009标准规定的布氏硬度标准规定的布氏硬度试验范围上限为试验范围上限为650 HBW 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验12二、布氏硬度的表示方法二、布氏硬度的表示方法 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验13 布氏硬度试验中，只有试验布氏硬度试验中，只有试验力和压头直径恒定的条件下，所力和压头直径恒定的条件下，所测得的硬度值才具有可比性在测得的硬度值才具有可比性。
在布氏硬度试验时，要求根据试样布氏硬度试验时，要求根据试样的材料和厚度，选用适当大小的的材料和厚度，选用适当大小的试验力和球直径在这种情况下，试验力和球直径在这种情况下，为了使得同一材料的试验所测得为了使得同一材料的试验所测得的布氏硬度值相同，或在不同试的布氏硬度值相同，或在不同试样上所测得的结果具有可比性，样上所测得的结果具有可比性，就必须应用就必须应用“压痕相似原理压痕相似原理”三、相似原理的应用三、相似原理的应用 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验14三、相似原理的应用三、相似原理的应用 试验时要保持试验时要保持 值为常数，就可保证几何相似的压痕值为常数，就可保证几何相似的压痕因此，对同一材料选用不同的因此，对同一材料选用不同的F和和D时，应使时，应使 值保持为常值保持为常数 实际试验时，为了得到准确的试验结果，除实际试验时，为了得到准确的试验结果，除F和和D应满足应满足上述选配原则，还应通过上述选配原则，还应通过F和和D 的选择，使压痕直径的选择，使压痕直径d限定在限定在0.24~0.60D之间，否则结果无效之间，否则结果无效。
d=0.375D最理想 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验15GB/T 231.1中不同材料的试验力中不同材料的试验力-压头球直径平方压头球直径平方 的比率的比率 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验16 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验17四、试样要求四、试样要求⑴⑴ 试样表面应平坦光滑，不应有氧化皮及外界污物，尤其不试样表面应平坦光滑，不应有氧化皮及外界污物，尤其不应有油脂试样表面应能保证压痕直径的精确测量，表面粗应有油脂试样表面应能保证压痕直径的精确测量，表面粗糙度参数糙度参数Ra一般不大于一般不大于1.6μm⑵⑵ 制备试样时，应使过热或冷加工等因素对试样表面性能的制备试样时，应使过热或冷加工等因素对试样表面性能的影响减至最小影响减至最小⑶⑶ 试样厚度至少应为压痕深度的试样厚度至少应为压痕深度的8倍试验后，试样背部如倍试验后，试样背部如出现可见变形，则表明试样太薄试样最小厚度与压痕平均出现可见变形，则表明试样太薄试样最小厚度与压痕平均直径的关系见直径的关系见GB/T 231.1-2009标准的附录标准的附录B 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验18 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验19⑴⑴ 必须符合必须符合GB/T 231.2-2002 规定的要求。
规定的要求⑵⑵ 各级试验力的误差均应在各级试验力的误差均应在GB/T 231.2-2002规定的试验力标规定的试验力标称值的称值的±1.0%以内硬质合金球的要求硬质合金球的要求⑶⑶ 压痕测量装置的标尺分度应能估测到压痕直径的压痕测量装置的标尺分度应能估测到压痕直径的±0.5%以以内⑷⑷ 硬度计的示值误差和示值重复性要满足硬度计的示值误差和示值重复性要满足GB/T 231.2-2002 （（P72 表表4-1）规定的要求规定的要求⑸⑸ 硬度计由国家计量部门定期检定（检定周期一般一年）硬度计由国家计量部门定期检定（检定周期一般一年）⑹⑹ 硬度计的日常检查按硬度计的日常检查按GB/T 231. 1-2009 附录附录A五、试验设备要求五、试验设备要求 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验20（一）试验温度（一）试验温度 试验一般在试验一般在10～～35 ℃室温下进行，对于温度要求严格的试验，温室温下进行，对于温度要求严格的试验，温度为度为23 ℃±5 ℃有严格温度要求的，在试验报告中要说明试验温度有严格温度要求的，在试验报告中要说明试验温度六、试验操作要点六、试验操作要点（二）试样的支撑（二）试样的支撑 试样表面、支承面、试验台面应清洁和无外界污物（氧化皮、油、试样表面、支承面、试验台面应清洁和无外界污物（氧化皮、油、灰尘等）。
试样应稳固地放置于试验台面上，保证在试验过程中不发生灰尘等）试样应稳固地放置于试验台面上，保证在试验过程中不发生倾斜、位移及挠曲；倾斜、位移及挠曲； 试验力作用方向垂直于试验面；试验力作用方向垂直于试验面； 不规则工件，应有专门的试样支撑不规则工件，应有专门的试样支撑 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验21——相似原理及应用相似原理及应用1 根据试样尺寸（被测平面、厚度）确定根据试样尺寸（被测平面、厚度）确定球压头直径；优先选用球压头直径；优先选用10mm球压头；球压头；2 铸铁材料，球压头直径不小于铸铁材料，球压头直径不小于2.5mm；；3 试验力选择保证压痕直径试验力选择保证压痕直径d=0.24~0.60D ——不同材料的试验力不同材料的试验力-压头球直径平方压头球直径平方的比率的比率（三）压头直径和试验力的选择（三）压头直径和试验力的选择 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验22（四）试验加力和试验力保持时间（四）试验加力和试验力保持时间 使压头与试样表面接触，无冲击和震动地垂直于试验面使压头与试样表面接触，无冲击和震动地垂直于试验面施加试验力，直至达到规定试验力值。
从加力开始至全部试施加试验力，直至达到规定试验力值从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在验力施加完毕的时间应在2S～～8S之间试验力保持时间为之间试验力保持时间为10S～～15S对于要求试验力保持时间较长的材料，试验力保对于要求试验力保持时间较长的材料，试验力保持时间持时间允许误差允许误差应在应在±2S 在整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击在整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和震动五）压痕间距（五）压痕间距 任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕直径的任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕直径的2.5倍；两相邻压痕中心间距离至少应为压痕直径的倍；两相邻压痕中心间距离至少应为压痕直径的3倍六）测量压痕直径（六）测量压痕直径——相互垂直方向，查相互垂直方向，查GB/T 231.4-2009 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验23⑴⑴ 试验后，检查试样背面，如试样背面出现可见变形痕迹，试验后，检查试样背面，如试样背面出现可见变形痕迹，则表明试样太薄，试验结果无效压痕直径则表明试样太薄，试验结果无效压痕直径d=0.24~0.60D⑵⑵ 在读数显微镜或其他测量装置上测量压痕直径。
应在两相在读数显微镜或其他测量装置上测量压痕直径应在两相互垂直方向测量，用两个读数的平均值计算布氏硬度，或查互垂直方向测量，用两个读数的平均值计算布氏硬度，或查表（表（GB/T 231.4-2009）得布氏硬度值得布氏硬度值⑶⑶ 数值修约：数值修约：3位位有效数字有效数字⑷⑷ 应注意材料的各向异性，例如经过大变形量冷加工，这样应注意材料的各向异性，例如经过大变形量冷加工，这样压痕直径在不同方向可能有较大差异压痕直径在不同方向可能有较大差异七、试验结果处理七、试验结果处理 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验24⑴⑴ 布氏硬度适用于退火、正火状态的钢铁件、铸件、有色金布氏硬度适用于退火、正火状态的钢铁件、铸件、有色金属及其合金，特别是对软的金属，如铅、铝和锡等更为适宜属及其合金，特别是对软的金属，如铅、铝和锡等更为适宜⑵⑵ 优点：布氏硬度采用较大直径的球压头，所得的压痕面积优点：布氏硬度采用较大直径的球压头，所得的压痕面积较大，因此所得的硬度值反映了材料在较大范围内的平均性较大，因此所得的硬度值反映了材料在较大范围内的平均性能由于压痕较大，所得数据稳定，重复性强由于压痕较大，所得数据稳定，重复性强。
⑶⑶ 缺点：对不同的材料需要更换压头和试验力，压痕直径的缺点：对不同的材料需要更换压头和试验力，压痕直径的测量较麻烦压痕较大，对成品件不一定适合测量较麻烦压痕较大，对成品件不一定适合八、应用范围及优缺点八、应用范围及优缺点 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验25 （一）（一） 硬度计的检查硬度计的检查 （（GB/T 231. 1-2009 附录附录A）） 九、补充九、补充 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验26 测量设备性能的准确与否，直接影响到实验室检定、校 测量设备性能的准确与否，直接影响到实验室检定、校准、检测结果的准确可靠为保证测量设备性能满足预期的准、检测结果的准确可靠为保证测量设备性能满足预期的使用要求，保证其量值的溯源性，须定期进行校准或检定使用要求，保证其量值的溯源性，须定期进行校准或检定然而由于测量设备固有特性的变化或漂移，在每次检定或校然而由于测量设备固有特性的变化或漂移，在每次检定或校准后并不能保证其量值始终得到维持，因此，在日常工作中准后并不能保证其量值始终得到维持，因此，在日常工作中需要经常对测量设备的性能进行核查，以便及时识别可能发需要经常对测量设备的性能进行核查，以便及时识别可能发生的超出预期范围的变化或失效，确认其性能是否得到有效生的超出预期范围的变化或失效，确认其性能是否得到有效维持或是否满足其使用要求而不会得到非预期的使用。
维持或是否满足其使用要求而不会得到非预期的使用 因此，期间核查的概念可以表述为：在测量设备相邻两 因此，期间核查的概念可以表述为：在测量设备相邻两次校准或检定期间，采用可信的方法对其使用功能及测量性次校准或检定期间，采用可信的方法对其使用功能及测量性能进行的一种核查，以能进行的一种核查，以验证其是否得到有效维持验证其是否得到有效维持，即旨在确，即旨在确认测量设备校准状态的可信程度认测量设备校准状态的可信程度 （二）（二）期间核查的概念、目的和方法期间核查的概念、目的和方法 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验27硬度计的硬度计的期间核查方法：期间核查方法：→ 参照参照JJG 150-2005 金属布氏硬度计检定规程和金属布氏硬度计检定规程和GB/T 231.2-2002来进行布氏硬度计的来进行布氏硬度计的期间核查；先编制期间核查；先编制布氏硬度计布氏硬度计期间期间核查方法作业指导书；核查方法作业指导书；→ 具体进行硬度计的示值误差和示值重复性核查，核查结果具体进行硬度计的示值误差和示值重复性核查，核查结果应满足应满足GB/T 231.2-2002 （（P72 表表4-1）规定的要求；）规定的要求；→ 做好核查记录。
做好核查记录d——5个压痕直径的总平均值；个压痕直径的总平均值；H——标准硬度块的标定硬度值标准硬度块的标定硬度值 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验28来源：来源：CNAS T0478 金属布氏硬度测试能力验证计划结果报告（国际比对）金属布氏硬度测试能力验证计划结果报告（国际比对） 影响布氏硬度试验结果准确度的因素主要来自试验装置（试验影响布氏硬度试验结果准确度的因素主要来自试验装置（试验力、压头、压痕测量装置）和测试人员的操作技术（试验条件的选力、压头、压痕测量装置）和测试人员的操作技术（试验条件的选择、加力速度和状态、试验力保持时间、压痕间距、压痕直径测量择、加力速度和状态、试验力保持时间、压痕间距、压痕直径测量技术等）现对影响检测结果的主要因素简要分析如下：技术等）现对影响检测结果的主要因素简要分析如下：1）试样）试样 布氏硬度试样的表面质量及均匀度是影响试验结果正确性和分布氏硬度试样的表面质量及均匀度是影响试验结果正确性和分散度的重要因素由于本次能力验证计划采用标准硬度块作为试样，散度的重要因素由于本次能力验证计划采用标准硬度块作为试样，使试样表面质量和均匀度方面都得到了保证。
因此，本次能力验证使试样表面质量和均匀度方面都得到了保证因此，本次能力验证项目中，影响试验结果正确性和分散度的因素主要为硬度计和操作项目中，影响试验结果正确性和分散度的因素主要为硬度计和操作技术三）、布氏硬度试验结果影响因素分析（三）、布氏硬度试验结果影响因素分析 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验292）硬度计）硬度计 试验前对硬度计进行检查以保证工作状态正常并符合试验前对硬度计进行检查以保证工作状态正常并符合 GB/T 231.2 的要求，对获得正确的试验结果十分重要对于检定合格的的要求，对获得正确的试验结果十分重要对于检定合格的布氏硬度计，应用标准硬度块进行日常检查，其方法是：在标准硬布氏硬度计，应用标准硬度块进行日常检查，其方法是：在标准硬度块上压出度块上压出1个以上压痕，示值误差应符合个以上压痕，示值误差应符合GB/T 231.2-2002 要求 当硬度计示值误差超过当硬度计示值误差超过GB/T 231.2-2002 的相关规定时，表明硬的相关规定时，表明硬度计不合格，则要由计量部门对硬度计进行直接检验：包括对试验度计不合格，则要由计量部门对硬度计进行直接检验：包括对试验力的校验，压头的检验，压痕直径测量装置的校验。
力的校验，压头的检验，压痕直径测量装置的校验3) 操作技术操作技术 布氏硬度试验操作技术水平对试验结果的影响十分明显，当试布氏硬度试验操作技术水平对试验结果的影响十分明显，当试验条件选择好之后，试样的支承、试验力的施加及保持、压痕间距验条件选择好之后，试样的支承、试验力的施加及保持、压痕间距及压痕直径的测量技术则十分重要及压痕直径的测量技术则十分重要 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验30 实验室在试验前应对压头、试样的试验面和背面、试台表面进行清洁，实验室在试验前应对压头、试样的试验面和背面、试台表面进行清洁，确认无外界污染物（氧化皮、油、灰尘等），以保证在加力过程中处于稳确认无外界污染物（氧化皮、油、灰尘等），以保证在加力过程中处于稳定状态试样应牢固地放置在试台上，以保证在试验过程中不发生位移试样应牢固地放置在试台上，以保证在试验过程中不发生位移 压头要平稳的与试样表面接触，加力时应避免冲击和振动，为保证试压头要平稳的与试样表面接触，加力时应避免冲击和振动，为保证试验力的正确施加，试样表面一定要垂直于压头轴线对于本次能力验证试验力的正确施加，试样表面一定要垂直于压头轴线。
对于本次能力验证试验，试验力加力时间应控制在验，试验力加力时间应控制在2s～～8s 之间，保持时间应控制在之间，保持时间应控制在10s～～15s 之之内 能力验证试样尺寸对于压痕大小及试验点数提供了充分的面积，实验能力验证试样尺寸对于压痕大小及试验点数提供了充分的面积，实验室合理选择压痕间距，就不会产生由于压痕间距过近，产生应变硬化的干室合理选择压痕间距，就不会产生由于压痕间距过近，产生应变硬化的干扰使压痕变形，使硬度值不准的情况另外，实验室还应特别注意压痕距扰使压痕变形，使硬度值不准的情况另外，实验室还应特别注意压痕距试样边缘的距离，距离过近会使硬度值偏低试样边缘的距离，距离过近会使硬度值偏低 压痕直径测量误差对布氏硬度值的影响也十分明显压痕直径测量误差对布氏硬度值的影响也十分明显，由于压痕轮廓的，由于压痕轮廓的清晰度是影响观测结果准确性的重要因素之一，因此，实验室应特别注意清晰度是影响观测结果准确性的重要因素之一，因此，实验室应特别注意压痕边缘的清晰度另外，操作人员对压痕直径的测量技巧亦十分重要，压痕边缘的清晰度另外，操作人员对压痕直径的测量技巧亦十分重要，包括测量仪器的操作、对线技巧、测量包括测量仪器的操作、对线技巧、测量次数及照明的角度等，各实验室应及照明的角度等，各实验室应特别注意。
特别注意 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验31 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验32第二节第二节 洛氏硬度试验洛氏硬度试验0 0 洛氏硬度试验的有关标准洛氏硬度试验的有关标准GB/T 230-1991 金属洛氏硬度金属洛氏硬度试验试验方法方法GB/T 1818-1994 金属表面洛氏硬度金属表面洛氏硬度试验试验方法方法GB/T 230.1-2004 金属洛金属洛氏硬度氏硬度试验试验 第第1部分：部分：试验试验方法（方法（A、、B、、C、、D、、E、、F、、G、、H、、K、、N、、T标标尺）尺）标标准替代准替代 GB/T 230-1991、、 GB/T 1818-1994 ，，GB/T 230.1-2004 是是2个个标标准的合并；准的合并；修改采用国修改采用国际标际标准准 ISO 6508-1:1999 金属材料金属材料 洛氏硬度洛氏硬度试验试验 第第1部分部分: 试验试验方法方法(A、、B、、C、、D、、E、、F、、G、、H、、K、、N、、T标标尺尺)GB/T 230.1-2009 金属材金属材料料 洛氏硬度洛氏硬度试验试验 第第1部部分：分：试验试验方法（方法（A、、B、、C、、D、、E、、F、、G、、H、、K、、N、、T标标尺）尺）标准替代标准替代GB/T 230.1-2004；2010-04-01起起实实施，修改采用国施，修改采用国际标际标准准ISO 6508-1:2005 金属材料金属材料洛氏硬度试验洛氏硬度试验 第第 1 部分：部分：试验方法试验方法。
第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验33GB/T 230.2-2002 金属金属洛氏硬度洛氏硬度试验试验 第第2部分：部分：硬度硬度计计的的检验检验与校准与校准标标准替代：准替代：GB/T 2848-1992 洛氏硬度洛氏硬度计计 技技术术要求、要求、GB/T 3773-1993 表面洛氏硬度表面洛氏硬度计计 技技术术要求修改采用要求修改采用 ISO 6508-2:1999 GB/T 230.2-2012即将即将实实施施GB/T 230.3-2002 金属金属洛氏硬度洛氏硬度试验试验 第第3部分：部分：标标准硬度准硬度块块的的标标定定标标准替代：准替代：GB/T 2850-1992 标标准洛氏硬度准洛氏硬度块块、、GB/T 3774-1993 标标准表面洛氏硬度准表面洛氏硬度块块修改采用用 ISO 6508-3:1999 GB/T 230.3-2012即将即将实实施施GB/T 230.1-2009在在1 范围中说明：范围中说明： 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验34→ 洛氏硬度试验方法与布氏硬度试验方法不同，它不是通过测量洛氏硬度试验方法与布氏硬度试验方法不同，它不是通过测量压痕面积来计算硬度值，而是压痕面积来计算硬度值，而是采用测量压痕深度来计算硬度值采用测量压痕深度来计算硬度值。
→ 洛氏硬度试验压头采用洛氏硬度试验压头采用120°金刚石金刚石圆锥、圆锥、硬质合金球硬质合金球压头→ 原理：试验时，压头分两个步骤压原理：试验时，压头分两个步骤压人试样表面先施加初试验力人试样表面先施加初试验力F0 ，使，使试样表面产生一个初始的压入深度试样表面产生一个初始的压入深度h0，以此作为测量压痕深度的基准然，以此作为测量压痕深度的基准然后施加主试验力后施加主试验力F1，其压痕深度的增，其压痕深度的增量为量为h1经规定保持时间后，卸除主经规定保持时间后，卸除主试验力试验力F1 ，测量在初试验力下的残余，测量在初试验力下的残余压痕深度压痕深度h h是反映洛氏硬度高低的是反映洛氏硬度高低的量 h越大，洛氏硬度值越低越大，洛氏硬度值越低一、试验原理一、试验原理 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验35→ 为了符合习惯上数值越大，硬度越高的为了符合习惯上数值越大，硬度越高的概念，人为引入一常数概念，人为引入一常数N以上式作为洛氏硬以上式作为洛氏硬度值的指标，用度值的指标，用HR表示：表示： HR=N-h/S对于对于HRA、、HRC、、HRD：： HR=100-h/0.002对于对于HRB、、HRE、、HRF、、HRG、、HRH、、 HRK HR=130-h/0.002对于对于HRN、、HRT HR=100-h/0.001钢球压头与钢球压头与金刚石压头金刚石压头洛氏硬度洛氏硬度压痕痕 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验36 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验37二、洛氏硬度的表示方法二、洛氏硬度的表示方法 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验38 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验39三、试样要求三、试样要求⑴⑴ 试样表面应尽可能是平面，不应有氧化皮及外界污物，尤试样表面应尽可能是平面，不应有氧化皮及外界污物，尤其不应有油脂。
建议表面粗糙度其不应有油脂建议表面粗糙度Ra不大于不大于0.8μm⑵⑵ 制备试样时，应使过热或冷加工等因素对试样表面性能的制备试样时，应使过热或冷加工等因素对试样表面性能的影响减至最小影响减至最小⑶⑶ 对于用金刚石圆锥压头进行的试验，试样或试验层厚度应对于用金刚石圆锥压头进行的试验，试样或试验层厚度应不小于残余压痕深度的不小于残余压痕深度的10倍；对于用球压头进行的试验，试倍；对于用球压头进行的试验，试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的15倍试验后，倍试验后，试样背部不应出现可见变形（试样背部不应出现可见变形（ GB/T 230.1-2009附录附录B ）） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验40⑴⑴ 试验力符合规定的要求试验力符合规定的要求⑵⑵ 硬度压头符合规定的要求硬度压头符合规定的要求⑶⑶ 压痕测量装置符合规定的要求压痕测量装置符合规定的要求⑷⑷ 硬度计的示值误差和示值重复硬度计的示值误差和示值重复性要满足标准规定的要求性要满足标准规定的要求⑸⑸ 硬度计由国家计量部门定期检硬度计由国家计量部门定期检定（检定周期一般一年）定（检定周期一般一年）。
⑹⑹ 硬度计的日常检查硬度计的日常检查四、试验设备要求四、试验设备要求 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验41★★ 硬度硬度压头压头的的说说明：明： 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验42 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验43★★ 操作者对硬度计日常检查的方法操作者对硬度计日常检查的方法——GB/T 230.1-2009 附录附录E推荐了操作者对硬度计的日常检查的方推荐了操作者对硬度计的日常检查的方法 ——GB/T 230.1-2004 附录附录E推荐的方法如下：推荐的方法如下： 每次更换压头、支撑后，以及大批量试验前，或距前一次试验每次更换压头、支撑后，以及大批量试验前，或距前一次试验超过超过24h，操作者应按，操作者应按GB/T 230.1-2004 附录附录E的规定对硬度计进行的规定对硬度计进行日常检查日常检查 在日常检查中，对硬度计的直接检验太耗费时间且费用太高在日常检查中，对硬度计的直接检验太耗费时间且费用太高建议采用如下方法建议采用如下方法: 在使用中每日对硬度计至少做一次检查检查之前，应预先打在使用中每日对硬度计至少做一次检查。
检查之前，应预先打两个压痕以保证试样、压头及支座处于正常状态这两个压痕不作两个压痕以保证试样、压头及支座处于正常状态这两个压痕不作为试验数据在与试验材料硬度值相近的标准硬度块上至少打三个为试验数据在与试验材料硬度值相近的标准硬度块上至少打三个压痕，如果硬度读数平均值与标准块硬度值之差在压痕，如果硬度读数平均值与标准块硬度值之差在GB/T 230.2 表表5规定（规定（P77表表4-3）范围内，则认为硬度计合格，否则应进行直接检）范围内，则认为硬度计合格，否则应进行直接检验做的是：硬度计示值误差的检查）（做的是：硬度计示值误差的检查） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验44→ 按按 GB/T 230.2-2002 进行硬度计的示值误差和示值重复性检查进行硬度计的示值误差和示值重复性检查→ 示值误差：示值误差： 在标准硬度块上均匀地测定在标准硬度块上均匀地测定6个硬度值第一点不计，取后个硬度值第一点不计，取后5个测定值个测定值的算术平均值，硬度计的示值误差：的算术平均值，硬度计的示值误差：示值误差示值误差= 5个测定值的算术平均值个测定值的算术平均值-标准块标定的硬度值标准块标定的硬度值→ 示值重复性：示值重复性： 5个测定的硬度值，示值重复性为：个测定的硬度值，示值重复性为：示值重复性示值重复性=最大硬度最大硬度-最小硬度最小硬度→ 示值误差和示值重复性应满足示值误差和示值重复性应满足GB/T 230.2-2002表表5（（P77表表4-3）的要求。
的要求★★ 硬度计的示值误差和示值重复性检查硬度计的示值误差和示值重复性检查 硬度计的示值误差和示值重复性是对洛氏硬度计的综合检查（期间核硬度计的示值误差和示值重复性是对洛氏硬度计的综合检查（期间核查），是硬度试验结果的重要技术参数查），是硬度试验结果的重要技术参数 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验45 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验46GB/T 230.2 表表5（（P77表表4-3）） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验47例：洛氏硬度Ｃ标尺（例：洛氏硬度Ｃ标尺（20~70HRC））1 标准硬度块硬度值：标准硬度块硬度值：43.2 HRC；；2 标准要求：示值允许误差标准要求：示值允许误差±1.5 HRC；示值重复性；示值重复性0.8个洛氏个洛氏位或位或≤0.02（（100-H），取较大者，），取较大者，43.2 HRC时取时取1.1 HRC；；3 测测5次，硬度值为：次，硬度值为：42.4、、42.8、、43.0、、44.0、、44.2 HRC，平，平均均43.3 HRC；；4 计算：计算：示值误差示值误差= 5个测定值的算术平均值个测定值的算术平均值-标准块标定的硬度值标准块标定的硬度值 =43.3-43.2=0.1 HRC ＜＜ 1.5 HRC（合格）（合格） 示值重复性示值重复性=最大硬度最大硬度-最小硬度最小硬度 =44.2- 42.4=1.8 HRC＞＞ 1.1 HRC （不合格）（不合格） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验48（一）试验温度（一）试验温度 试验一般在试验一般在10～～35 ℃室温下进行，对于温度要求严格的试验，温度室温下进行，对于温度要求严格的试验，温度为为23 ℃±5 ℃。
有严格温度要求的，在试验报告中要说明试验温度有严格温度要求的，在试验报告中要说明试验温度五、试验操作要点五、试验操作要点（二）（二）洛洛氏硬度标尺的选择氏硬度标尺的选择 HRA——硬质材料的洛硬质材料的洛氏硬度，如硬质合金、很薄很硬的钢材，表面氏硬度，如硬质合金、很薄很硬的钢材，表面硬化层较薄的钢材硬化层较薄的钢材 HRB——低合金钢、软合金、铜合金、铝合金及可锻铸铁等中、低硬低合金钢、软合金、铜合金、铝合金及可锻铸铁等中、低硬度材料 HRC——一般钢材，硬度较高的铸件，淬火回火的合金钢等一般钢材，硬度较高的铸件，淬火回火的合金钢等 HRN、、HRT ——测极薄工件及氮化层、金属镀层的表面硬度测极薄工件及氮化层、金属镀层的表面硬度 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验49（三）硬度计的检查（三）硬度计的检查 试验前，对硬度计的工作状态进行检查试验前，对硬度计的工作状态进行检查四）试样的支撑与固定（四）试样的支撑与固定 试样表面、支承面、试验台面应清洁和无外界污物（氧化皮、油、试样表面、支承面、试验台面应清洁和无外界污物（氧化皮、油、灰尘等）。
灰尘等） 试样试样支撑支撑面应平整，保证试验力作用方向垂直于试验面面应平整，保证试验力作用方向垂直于试验面 试样应稳固地放置于试验台面上，保证在试验过程中不发生位移和试样应稳固地放置于试验台面上，保证在试验过程中不发生位移和挠曲 圆柱形试样要有适当的圆柱形试样要有适当的支撑，支撑，应注意使压头、试样、应注意使压头、试样、V型槽与硬度计型槽与硬度计支座中心对中支座中心对中 任何情况下，不允许压头与试台和支座触碰任何情况下，不允许压头与试台和支座触碰 试验过程中，硬度计应避免受到冲击和振动试验过程中，硬度计应避免受到冲击和振动 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验50（五）试验加力和试验力保持时间（五）试验加力和试验力保持时间 使压头与试样表面接触，无冲击和振动地施加初试验力，初试验力保使压头与试样表面接触，无冲击和振动地施加初试验力，初试验力保持时间不应超过持时间不应超过3S；； 无冲击无冲击和振动地将测量装置调整至基准位置，从初试验力施加至总试和振动地将测量装置调整至基准位置，从初试验力施加至总试验力验力F的时间应不小于的时间应不小于1 S且不大于且不大于8 S；； 总试验力保持时间为总试验力保持时间为4S士士2S。
然后卸除主试验力，保持初试验力，经然后卸除主试验力，保持初试验力，经短时间稳定后，进行读数；短时间稳定后，进行读数； 对于低硬度材料经协商试验力保持时间可以延长，允许偏差士对于低硬度材料经协商试验力保持时间可以延长，允许偏差士2S六）压痕间距（六）压痕间距 两相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的两相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的4倍，并且不应小于倍，并且不应小于2 mm；任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕直径的；任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕直径的2.5倍，并且倍，并且不应小于不应小于1mm 如无其他规定，每个试样上的如无其他规定，每个试样上的试验点数不少于试验点数不少于4点，第点，第1点不计点不计 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验51——凸圆柱面、凸球面上试验的洛氏硬度要修正凸圆柱面、凸球面上试验的洛氏硬度要修正（（GB/T 230.1-2009的附录的附录C和和D）——洛氏硬度值洛氏硬度值至少应精确至至少应精确至0.5HR，每个试验一般给出，每个试验一般给出3个个洛氏硬度（洛氏硬度（JB/T 6050-2006 钢铁热处理零件硬度测试通则）钢铁热处理零件硬度测试通则） 。
六、试验结果处理六、试验结果处理 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验52⑴⑴ 通过变换试验标尺可测量硬度较高的材料，压痕较小，可通过变换试验标尺可测量硬度较高的材料，压痕较小，可用于半成品、成品检验和薄件表面硬度检验，是生产中应用用于半成品、成品检验和薄件表面硬度检验，是生产中应用最广泛的硬度试验方法最广泛的硬度试验方法⑵⑵ 压痕较小，代表性较差不适于测量组织不均匀材料不压痕较小，代表性较差不适于测量组织不均匀材料不同标尺测得的硬度值彼此无内在联系，不可直接进行比较同标尺测得的硬度值彼此无内在联系，不可直接进行比较七、应用范围及优缺点七、应用范围及优缺点例如：例如： 50HRC<70HRA 50HRC<70HRA 〤〤 50HRB>40HRC 50HRB>40HRC 〤〤 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验53第三节第三节 维氏硬度试验维氏硬度试验0 0 维氏硬度试验的有关标准维氏硬度试验的有关标准GB/T 4340-1984 金属金属维维氏硬度氏硬度试验试验方法方法GB/T 5350-1985 金属小金属小负负荷荷维维氏硬度氏硬度试验试验方法方法GB/T 4342-1991 金属金属显显微微维维氏硬度氏硬度试验试验方法方法GB/T 4340.1-1999 金金属属维维氏硬度氏硬度试验试验 第第1部部分：分：试验试验方法方法标标准替代准替代GB/T 4340-1984、、GB/T 5350-1985、、GB/T 4342-1991；；等效采用国等效采用国际标际标准准 ISO 6507-1:1997 金属材料金属材料 维维氏硬度氏硬度试验试验 第第1 部分：部分：试验试验方法方法GB/T 4340.1-2009 金金属材料属材料 维维氏硬度氏硬度试验试验 第第1部分：部分：试验试验方法方法2010-04-01起起实实施；施；修改采用国修改采用国际标际标准准 ISO 6507-1:2005 金属材料金属材料维维氏硬度氏硬度试验试验 第第 1 部分：部分：试验试验方法；方法；其中其中 GB/T 4340.1- 1999中的中的维维氏硬度表氏硬度表单单独独为为 GB/T 4340.4-2009 金属材料金属材料 维维氏硬度氏硬度试验试验 第第4部部分：硬度分：硬度值值表表 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验54GB/T 4340.2-1999 金金属属维维氏硬度氏硬度试验试验 第第2部部分：硬度分：硬度计计的的检验检验与与校准校准标标准替代：准替代： GB/T 7664-1987 维维氏硬度氏硬度计计 技技术术条件、条件、GB/T 17198-1997 维维氏硬度氏硬度计计（小于（小于HV0.2）的）的检验检验；等同采用；等同采用 ISO 6507-2:1997 GB/T 4340.2-2012即将即将实实施施GB/T 4340.3-1999 金金属属维维氏硬度氏硬度试验试验 第第3部部分：分：标标准硬度准硬度块块的的标标定定 标标准替代：准替代： GB/T 7663-1987 标标准准维维氏硬度氏硬度块块、、GB/T 17199-1997 标标准准维维氏硬度氏硬度块块（小于（小于HV 0.2）的）的标标定；修改采用定；修改采用ISO 6507-3:1997 GB/T 4340.3-2012即将即将实实施施GB/T 4340.4-2009 金金属材料属材料 维维氏硬度氏硬度试验试验 第第4部分：硬度部分：硬度值值表表 2010-04-01起起实实施。
施单单独将平面独将平面维维氏硬度氏硬度值计值计算算表列表列为为一部分一部分修改采用修改采用 ISO 6507-4:2005 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验55 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验56一、试验原理一、试验原理 与布氏硬度试验原理基本相同，也是根据压痕单位面积所承受的试验与布氏硬度试验原理基本相同，也是根据压痕单位面积所承受的试验力计算硬度值只是压头改用为两相对面夹角为力计算硬度值只是压头改用为两相对面夹角为136°的金刚石正四棱锥体的金刚石正四棱锥体 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验57HV=0.102F/ S 压痕的表面积通过压痕的表面积通过压痕的对角线长度压痕的对角线长度计计算得到 维氏硬度一般不标单位维氏硬度一般不标单位 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验58二、维氏硬度的表示方法二、维氏硬度的表示方法 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验59三、试样要求三、试样要求⑴⑴ 试样表面应平坦光滑，不应有氧化皮及外界污物，尤其不试样表面应平坦光滑，不应有氧化皮及外界污物，尤其不应有油脂试样表面粗糙度要求较高，维氏硬度试样不大于应有油脂。
试样表面粗糙度要求较高，维氏硬度试样不大于0.4μm，小负荷维氏硬度试样不大于，小负荷维氏硬度试样不大于0.2μm；显微维氏硬度试；显微维氏硬度试样不大于样不大于0.1μm试样表面的质量应保证压痕对角线长度的测试样表面的质量应保证压痕对角线长度的测量精度，试样表面根据样品特性一般要抛光量精度，试样表面根据样品特性一般要抛光⑵⑵ 制备试样时，应使过热或冷加工等因素对试样表面性能的制备试样时，应使过热或冷加工等因素对试样表面性能的影响减至最小影响减至最小⑶⑶ 试验后，试样背部如出现可见变形，则表明试样太薄试验后，试样背部如出现可见变形，则表明试样太薄（（GB/T 4340.1-2009附录附录A） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验60⑴⑴ 维氏硬度按试验力大小分为维氏硬度按试验力大小分为3类：维氏硬度、小力值维氏硬类：维氏硬度、小力值维氏硬度、显微维氏硬度度、显微维氏硬度⑵⑵ 各级试验力误差要求、各级试验力误差要求、金刚石锥体压头的尺寸和精度金刚石锥体压头的尺寸和精度要求⑶⑶ 压痕测量装置的要求：测量压痕对角线长度压痕测量装置的要求：测量压痕对角线长度≤0.04 mm时，时，压痕测量装置的估测能力为压痕测量装置的估测能力为0.0002 mm，最大允许误差，最大允许误差±0.0004 mm；测量压痕对角线长度＞；测量压痕对角线长度＞0.04 mm，痕测量装置的估测能，痕测量装置的估测能力为力为0.5d%，最大允许误差为，最大允许误差为±1.0d% 。
⑷⑷ 硬度计的示值误差（硬度计的示值误差（5点平均值与硬度块标准值之差）要满点平均值与硬度块标准值之差）要满足规定的要求足规定的要求⑸⑸ 硬度计由国家计量部门定期检定（检定周期一般一年）硬度计由国家计量部门定期检定（检定周期一般一年）四、试验设备要求四、试验设备要求 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验61（一）试验温度（一）试验温度 试验一般在试验一般在10～～35 ℃室温下进行，对于温度要求严格的试验，温室温下进行，对于温度要求严格的试验，温度为度为23 ℃±5 ℃有严格温度要求的，在试验报告中要说明试验温度有严格温度要求的，在试验报告中要说明试验温度五、试验操作要点五、试验操作要点（二）试样的固定（二）试样的固定 试样表面、支承面、试验台面应清洁和无外界污物（氧化皮、油、试样表面、支承面、试验台面应清洁和无外界污物（氧化皮、油、灰尘等）；灰尘等）； 试样试验面与试验力作用方向垂直；试样试验面与试验力作用方向垂直； 保证在试验过程中试样不发生位移、倾斜、翘曲；保证在试验过程中试样不发生位移、倾斜、翘曲； 小试样、薄试样应镶嵌或用特殊夹具夹持；小试样、薄试样应镶嵌或用特殊夹具夹持； 在整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和震动。
在整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和震动 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验62（三）试验力选择和试验力保持时间（三）试验力选择和试验力保持时间 使压头与试样表面接触，无冲击和震动地垂直于试验面施加试验力，使压头与试样表面接触，无冲击和震动地垂直于试验面施加试验力，直至达到规定试验力值从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在直至达到规定试验力值从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2S～～10S 之间试验力保持时间为之间试验力保持时间为10s～～15s对于要求特殊，试验力保持时对于要求特殊，试验力保持时间可适当延长，允许误差应在间可适当延长，允许误差应在±2S 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验63（四）压痕间距（四）压痕间距 任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕对角线长度的任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕对角线长度的2.5倍（倍（3倍）；两相邻压痕中心间距离至少应为压痕对角线长度的倍）；两相邻压痕中心间距离至少应为压痕对角线长度的3倍（倍（ 6倍）倍） 五）压痕测量（五）压痕测量 一般情况下，建议对每个试样报出一般情况下，建议对每个试样报出3个点的硬度测试值。
个点的硬度测试值 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验64⑴⑴ 数值修约：数值修约：≥100时，修约至整数；时，修约至整数；≤100时，时，3位有效数字位有效数字⑵⑵ 曲面试样维氏硬度值的修正（曲面试样维氏硬度值的修正（GB/T4340.1-2009附录附录B）六、试验结果处理六、试验结果处理⑴⑴ 凸面球；凸面球；⑵⑵ 凹面球；凹面球； ⑶⑶ 凸凸圆柱面；圆柱面；⑷⑷ 凹圆柱面凹圆柱面 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验65七、应用范围及优缺点七、应用范围及优缺点⑴⑴ 维氏硬度维氏硬度适用范围广，能测各种表面处理后的渗层、镀层适用范围广，能测各种表面处理后的渗层、镀层的硬度，较小、较薄工件的硬度，显微的硬度，较小、较薄工件的硬度，显微维氏硬度可测合金中维氏硬度可测合金中相的硬度相的硬度⑵⑵ 优点：试验力从小到大可任意选择，所测硬度值从低到高优点：试验力从小到大可任意选择，所测硬度值从低到高标尺连续标尺连续从极软到极硬材料都可测量；测量精度高，可比从极软到极硬材料都可测量；测量精度高，可比性强 ⑶⑶ 缺点：缺点：测量操作较麻烦，测量效率低；不适于大批生产和测量操作较麻烦，测量效率低；不适于大批生产和测量组织不均匀材料。
测量组织不均匀材料 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验66 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验67⑴⑴ 铸铁铸铁——维氏硬度不适合；维氏硬度不适合；⑵⑵ 钢钢——维氏硬度（尤其是维氏硬度和小负荷维氏硬度）适维氏硬度（尤其是维氏硬度和小负荷维氏硬度）适合，并在有争议时常常作为仲裁方法；合，并在有争议时常常作为仲裁方法；⑶⑶ 许多零部件标准有规定：有争议时维氏硬度仲裁方法，如许多零部件标准有规定：有争议时维氏硬度仲裁方法，如高强度螺栓的硬度；高强度螺栓的硬度；⑷⑷ 维氏硬度用于有效硬化层深度的检测（感应淬火、渗碳淬维氏硬度用于有效硬化层深度的检测（感应淬火、渗碳淬火有效硬化层深度）火有效硬化层深度）补充：补充： 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验68 维氏硬度计压头的面夹角之所以采用维氏硬度计压头的面夹角之所以采用136°，是为了使维氏硬度和布氏，是为了使维氏硬度和布氏硬度在中、低硬度值范围内，对于同一均质材料能得到很相近的硬度值硬度在中、低硬度值范围内，对于同一均质材料能得到很相近的硬度值 这是因为这两种试验方法都是以压痕单位表面积上承受负荷的大小来这是因为这两种试验方法都是以压痕单位表面积上承受负荷的大小来表示硬度值的高低。
在布氏硬度试验中，所得的压痕直径通常在表示硬度值的高低在布氏硬度试验中，所得的压痕直径通常在0.24~0.6D，压痕直径为，压痕直径为0.375D时相当于直径为时相当于直径为D的钢球压头压入试样的压入角为的钢球压头压入试样的压入角为44 ° ，而嵌入正四棱锥体内的钢球压痕的圆心角也为，而嵌入正四棱锥体内的钢球压痕的圆心角也为44 ° ，在压入角相同的条，在压入角相同的条件下，其单位面积上承受的负荷是相等的，这就使维氏硬度值在一定范围件下，其单位面积上承受的负荷是相等的，这就使维氏硬度值在一定范围内与布氏硬度值相等或接近内与布氏硬度值相等或接近 当试样硬度在当试样硬度在450HV以下时，维氏硬度值近似等于布氏硬度值以下时，维氏硬度值近似等于布氏硬度值八、维氏硬度和布氏硬度的比较八、维氏硬度和布氏硬度的比较 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验69一、试验原理一、试验原理 在肖氏硬度符号在肖氏硬度符号HS前示出硬度数值，在前示出硬度数值，在HS后示出硬度标后示出硬度标尺类型例如尺类型例如45HSC、、45HSD分别表示分别表示C型、型、D型硬度计测定型硬度计测定的硬度值为的硬度值为45。
二、肖氏硬度的表示方法二、肖氏硬度的表示方法 肖氏硬度试验是一种动态力试验法肖氏硬度试验是一种动态力试验法 将规定形状的金刚石冲头从固定的高度将规定形状的金刚石冲头从固定的高度h0，落在试样表面，落在试样表面上，冲头弹起一定高度上，冲头弹起一定高度h，用，用h与与h0的比值计算肖氏硬度值的比值计算肖氏硬度值 计算公式如下：计算公式如下： 式中：式中：HS－肖氏硬度；－肖氏硬度；K－肖氏硬度系数－肖氏硬度系数第四节第四节 肖氏硬度试验肖氏硬度试验 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验70三、试验结果的处理三、试验结果的处理⑴⑴ 连续五次读数的算术平均值为该测试点的硬度值连续五次读数的算术平均值为该测试点的硬度值⑵⑵ 试验时，允许读到试验时，允许读到0.5个刻度，平均值应按个刻度，平均值应按GB/T 8170 规定规定修约到整数修约到整数四、应用范围及优缺点四、应用范围及优缺点⑴⑴ 适用于较高硬度和高硬度大件的表面硬度的现场检测，如适用于较高硬度和高硬度大件的表面硬度的现场检测，如各种类型的轧辊、机床床面、导轨、大型锻件各种类型的轧辊、机床床面、导轨、大型锻件。
⑵⑵ 优点是操作简便，效率高；试验后几乎不产生压痕，可在优点是操作简便，效率高；试验后几乎不产生压痕，可在成品件上试验成品件上试验⑶⑶ 测试精度低，重复性差，不适合精度要求高的测试测试精度低，重复性差，不适合精度要求高的测试 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验71一、试验原理一、试验原理 在里氏硬度符号在里氏硬度符号HL前示出硬度数值，在前示出硬度数值，在HL后示出冲击装后示出冲击装置类型例如置类型例如700HLD、、700HLE表示用表示用D型、型、E型冲击装置测型冲击装置测定的里氏硬度值为定的里氏硬度值为700二、里氏硬度的表示方法二、里氏硬度的表示方法 用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头在距试样表面面，用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度值计算公式如下计算硬度值计算公式如下: 第五节第五节 里氏硬度试验里氏硬度试验 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验72三、试验结果的处理三、试验结果的处理⑴⑴ 用五个有效试验点的平均值作为一个里氏硬度试验数据。
用五个有效试验点的平均值作为一个里氏硬度试验数据 ⑵⑵ 应尽量避免将里氏硬度换算成其他硬度当必须进行换算应尽量避免将里氏硬度换算成其他硬度当必须进行换算时，对于常用金属材料，可参照标准的附录时，对于常用金属材料，可参照标准的附录四、应用范围及优缺点四、应用范围及优缺点⑴⑴ 适用于大件，形状复杂零件的现场检测适合于钢铁零件适用于大件，形状复杂零件的现场检测适合于钢铁零件热处理后的现场检测热处理后的现场检测⑵⑵ 优点是操作简便，效率高；采用电子测量，精度优于肖氏优点是操作简便，效率高；采用电子测量，精度优于肖氏硬度⑶⑶ 一般不适合薄板和薄管材一般不适合薄板和薄管材 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验73第六节第六节 硬度及硬度和强度间的换算硬度及硬度和强度间的换算 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验74GB/T 1172-1999 黑色金属硬度及黑色金属硬度及强强度度换换算算值值GB/T 3771-1983 铜铜合金硬度与合金硬度与强强度度换换算算值值ASTM E 140-2007 Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness（布氏硬度、（布氏硬度、维维氏硬度、氏硬度、洛氏硬度、表面洛氏硬度和努氏硬度硬度洛氏硬度、表面洛氏硬度和努氏硬度硬度换换算表）算表）EN ISO 18265-2004 Metallic materials Conversion of hardness values（金属材料（金属材料 硬度硬度值值的的换换算）算） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验75 HRC HRA HR15N HR30N HR45N HV HBS 碳钢碳钢 铬钢铬钢 铬钒钢铬钒钢 铬镍钢铬镍钢 铬钼钢铬钼钢 铬镍钼钢铬镍钼钢 铬锰钢铬锰钢 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验76讨论：讨论： 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验77 GB/T 8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定数值修约规则与极限数值的表示和判定 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验781 范围范围 标准规定了：标准规定了： → 规定了对数值进行修约的规则；规定了对数值进行修约的规则； → 规定了极限数值的表示和判定方法；规定了极限数值的表示和判定方法； → 规定了将测量值或其计算值与标准规定的极限数值作比规定了将测量值或其计算值与标准规定的极限数值作比较的方法。
较的方法 标准适用于：标准适用于： → 适用于科学技术与生产活动中测试和计算得出的各种数适用于科学技术与生产活动中测试和计算得出的各种数据当所得数据需要修约时，应按本标准的规则；据当所得数据需要修约时，应按本标准的规则； → 适用于各种标准或其他技术规范的编写和适用于各种标准或其他技术规范的编写和对测试结果的对测试结果的判定 2009年年01月月01日起实施，替代日起实施，替代GB/T 8170-1987 数值修约数值修约规则、规则、GB/T 1250-1989 极限数值的表示和判定极限数值的表示和判定 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验792 术语和定义术语和定义⑴⑴ 数值修约数值修约 通过省略原数值的最后若干位数字，调整所保留的末尾通过省略原数值的最后若干位数字，调整所保留的末尾数字，使最后所得到的值最接近原数值的过程数字，使最后所得到的值最接近原数值的过程 经数值修约后的数值称为（原数值的）修约值经数值修约后的数值称为（原数值的）修约值⑵⑵ 修约间隔修约间隔 修约值的最小数值单位。
例：指定修约间隔为修约值的最小数值单位例：指定修约间隔为0.5，修约，修约值应在值应在0.5的整数倍中选取的整数倍中选取⑶⑶ 极限数值极限数值 技术文件（如标准、技术规范等）中规定考核的以数量技术文件（如标准、技术规范等）中规定考核的以数量形式给出且符合该技术文件要求的指标数值范围的界限值形式给出且符合该技术文件要求的指标数值范围的界限值 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验803 数值修约规则数值修约规则3.1 确定修约间隔确定修约间隔⑴⑴ 指定修约间隔为指定修约间隔为10-n（（n为正整数），或指明将数值修约为正整数），或指明将数值修约到到n位小数；位小数；⑵⑵ 指定修约间隔为指定修约间隔为1，或指明将数值修约到个位数；，或指明将数值修约到个位数；⑶⑶ 指定修约间隔为指定修约间隔为10n（（n为正整数），或指明将数值修约为正整数），或指明将数值修约到到10n位数，或指明将数值修约到位数，或指明将数值修约到“十十”“百百”“千千” ……位数；位数；⑷⑷ 0.5单位修约单位修约/0.2单位修约单位修约修约间隔往往由技术文件规定修约间隔往往由技术文件规定如：如：YB/T 081-1996 “冶金技术标冶金技术标准的数值修约和检测数据的判定原则准的数值修约和检测数据的判定原则”中规定，材料的强度极限中规定，材料的强度极限Rm，在，在≤200MPa时修约间隔为时修约间隔为1，在＞，在＞1000MPa时修约间隔为时修约间隔为10，＞，＞200～～1000MPa时修约间隔为时修约间隔为5。
GBT 230.1-2004 金属洛氏硬度试验金属洛氏硬度试验 第第1部分：部分：试验方法试验方法”中规定洛氏硬度值至少应精确到中规定洛氏硬度值至少应精确到0.5HR 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验813.2 进舍规则进舍规则3.2.1 “4舍舍6入入5单双单双”“4舍舍6入入5单双单双” 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验82⑴⑴ 拟舍弃数字的最左一位数字小于拟舍弃数字的最左一位数字小于5，则舍去，保留其余各，则舍去，保留其余各位数字不变位数字不变 例：将例：将12.1498修约到个位数，得修约到个位数，得12 将将12.1498修约到一位小数，得修约到一位小数，得12.1⑵⑵ 拟舍弃数字的最左一位数字大于拟舍弃数字的最左一位数字大于5，则进一，即保留数字，则进一，即保留数字的末位数加的末位数加1 例：将例：将1268修约到百位数，得修约到百位数，得1300⑶⑶ 拟舍弃数字的最左一位数字是拟舍弃数字的最左一位数字是5，且其后有非，且其后有非0数字时进数字时进一，即保留数字的末位数加一，即保留数字的末位数加1 例：将例：将10.5002修约到个位数，得修约到个位数，得11。
第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验83 ⑷⑷ 拟拟舍舍弃弃数数字字的的最最左左一一位位数数字字是是5，，且且其其后后无无数数字字或或均均为为0时时，，若若所所保保留留的的末末位位数数字字为为奇奇数数（（1、、3、、5、、7、、9））则则进进一一；；若若所所保保留留的的末末位位数数字字为为偶偶数数（（0、、2、、4、、6、、8））则则舍舍去 例：例： 将将1.050修约到修约到一位小数一位小数，得，得1.0 将将0.35修约到修约到一位小数一位小数，得，得0.4 3500，修约间隔为，修约间隔为1000，得，得4000 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验843.2.2 负数修约负数修约 先将它的绝对值按前述规定进行修约，再在所得的值前加先将它的绝对值按前述规定进行修约，再在所得的值前加负号 例：例：-355，修约到十位数，得，修约到十位数，得-360 ；； -325，修约到十位数，得，修约到十位数，得-320 将将-0.0365修约到修约到三位小数三位小数，得，得-0.036。
——低温冲击温度低温冲击温度 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验853.2.3 不允许连续修约不允许连续修约 拟修约数字应在确定修约间隔或指定修约位数后拟修约数字应在确定修约间隔或指定修约位数后一次修一次修约约获得结果，获得结果，不得不得多次按上述规则多次按上述规则连续修约连续修约 例例1：修约：修约97.46，修约间隔为，修约间隔为1，， 97.46→97（正确）；（正确）； 97.46→97.5 →98 （（错误错误） 例例2：修约：修约15.4546，修约间隔为，修约间隔为1，，15.4546 →15（正确）（正确）；； 15.4546 →15.455 →15.46 →15.5→16（（错误错误） 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验863.2.4 0.5单位修约单位修约⑴⑴ 在对数值进行修约时，若有必要，也可采用在对数值进行修约时，若有必要，也可采用0.5单单位修约或位修约或0.2单位修约单位修约⑵⑵ 0.5单位修约是指按指定修约间隔对拟修约的数单位修约是指按指定修约间隔对拟修约的数值值0.5单位进行的修约。
单位进行的修约⑶⑶ 0.5单位修约方法如下：将拟修约的数值单位修约方法如下：将拟修约的数值X乘于乘于2，按指定修约间隔对，按指定修约间隔对2X按前述的规定修约，所得的按前述的规定修约，所得的值再除于值再除于2 例：例： 60.25→120.50→120→60.0；； 60.38→120.76→121→60.5；； 60.28→120.56→121→60.5 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验873.2.5 0.2单位修约单位修约⑴⑴ 0.2单位修约是指按指定修约间隔对拟修约的数值单位修约是指按指定修约间隔对拟修约的数值0.2单位进行的修约单位进行的修约⑵⑵ 0.2单位修约方法如下：将拟修约的数值单位修约方法如下：将拟修约的数值X乘于乘于5，按指定修约间隔对，按指定修约间隔对5X按前述的规定修约，所得的按前述的规定修约，所得的值再除于值再除于5 例：例：830→4150→4200→840；； 842→4210→4200→840；； 832→4160→4200→840。
第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验88GB/T 228.1-2010 金属材料金属材料 拉伸试验拉伸试验 第第1部分：部分： 室温试验方法室温试验方法GB/T 229-2007 金属材料金属材料 夏比摆锤冲击试验方法夏比摆锤冲击试验方法 第四章第四章 金属硬度试验金属硬度试验89 。