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金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。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、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
T b N% s8 k" Y4 k7 _5 jA、布氏硬度（HB）- F- Y I5 X' ~# A
用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。' l5 _4 _ S/ p2 U0 K" z1 ~, c7 _
其计算公式为：3 Q2 b! Y8 U) S& B; W6 _
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； 6 L" U# L% G, g* X7 t, X: h; |
D--试验用钢球直径，mm；
5 z ~* i- x9 R) ~2 |d--压痕平均直径，mm。
8 @( Q) h# U: f c! _测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。
2 x: U+ l: b! A3 t举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。 , M# E9 { w5 }% \2 M# z1 e6 r
B、洛氏硬度（HK）1 ^. O1 A4 x, P! A' f0 g, R: i
洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。8 p4 f b' U _7 ?+ f
硬度值用下式计算：
5 j9 j# s. A- o$ }, o当用A和C标尺试验时，HR=100-e
& A3 }0 i9 T2 Z9 v U* ?& o当用B标尺试验时，HR=130-e
& D1 i( f m/ F( y1 y8 B式中e--残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度愈高。
# t( A ^7 t6 l3 W: [6 h" S, w) z上述三个标尺适用范围如下： 0 c. {3 W3 P) Z5 q3 D/ m
HRA（金刚石圆锥压头）20-88 # }! d1 o( N. m" g6 j4 r
HRC（金刚石圆锥压头）20-70
! D# g8 x/ l& e/ C# gHRB（直径1.588mm钢球压头）20-100 ) y9 `' E' G7 q4 i5 L* F/ s
洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小，故硬度值不如布氏法准确。 7 _* H% i! N$ r0 M) q& j% Q. h& @
C、维氏硬度（HV）
/ [' W1 p5 c8 z维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，是将一个相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力（F）压入试验表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度。; q+ O% e" d. R8 {; `/ }. J8 o
维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商，其计算公式为：
q+ \# u. i" u' K, `4 R式中：HV--维氏硬度符号，N/mm2(MPa)； 2 T6 \4 m+ c7 v' I: B
F--试验力，N； $ c9 F3 m9 `+ o
d--压痕两对角线的算术平均值，mm。
7 |* A5 I: s4 f( |& X: x6 B维氏硬度采用的试验力F为5（49.03）、10（98.07）、20（196.1）、30（294.2）、50（490.3）、100（980.7）Kgf(N)等六级，可测硬度值范围为5～1000HV。7 Q- [1 Y7 q+ |1 W% P# W
表示方法举例：640HV30/20表示用30Hgf（294.2N）试验力保持20S（秒）测定的维氏硬度值为640N/mm2(MPa)。7 o0 v6 W" R6 \8 f! W3 r
维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点，而克服了它们的基本缺点，但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很少用。
$ {8 L2 l) O- M' THB是用一定的力将一定直径（2.5、5、10）的钢球压向被测材料的表面，然后测量被测材料表面钢球压痕的直径以判断材料的硬度。
% v, p/ ~+ _3 _( Q材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。 " G, ], v: j3 b; c7 h
HR有A、B 、C3三种。A和C 用120度的金刚石正圆锥体作测头，B用直径1.588的钢球作测头。测量方法都是先用一个预压力将测头压在被测材料的表面，再施以主压力，然后撤除主压力，测量压入深度判断材料的硬度。 3 ]/ [* C( ?: U( m
HV是对HR的一种改良。因120度的正圆锥体不符合金刚石的晶体结构，不易磨好，所以HV将测头改为棱圆椎体，顶端可以制作得非常精良。测量方法同HR。 + I( N4 [# c( ?
HRA和HV用来测量材料经表面热处理，如氮化、渗碳以后的表面硬度，HRC常用于测量淬火后硬度。 |
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发表于 2007-9-27 13:10:32