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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。 0 j% f# g+ q7 F& R: q6 E
A、布氏硬度（HB）0 K1 z) r+ [9 K& ~! ^3 E
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)。
+ D: U, s' z5 B5 Q% F( ~1 T: w其计算公式为：
2 |, Z6 a7 T& t; }* e& j. c/ ]: t式中：F--压入金属试样表面的试验力，N；
" t5 |( i5 \# tD--试验用钢球直径，mm； & v8 N% v! G# r
d--压痕平均直径，mm。: f' c. G! w- M# R
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。
1 ^1 h" Q3 _; h' ]( x0 b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）。
% x1 b8 [9 T$ j2 f6 L) V" f( D! W( hB、洛氏硬度（HK） O( X$ W1 \* R7 P
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。' |& V8 n: W9 f0 e, {& P I0 j
硬度值用下式计算：+ W; B% b1 e# v& z' e6 _
当用A和C标尺试验时，HR=100-e
5 ?$ ?3 I" U! ]% x当用B标尺试验时，HR=130-e
9 c! _( w+ p( `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。5 c7 j. C2 a" s- H
上述三个标尺适用范围如下： 4 j# w6 r) w/ @! y/ d! G
HRA（金刚石圆锥压头）20-88
1 c" m7 u) O7 V3 jHRC（金刚石圆锥压头）20-70
! o$ X$ p& K+ Y8 [) M# wHRB（直径1.588mm钢球压头）20-100
5 }+ O0 d2 x5 y) E! b. r8 [& a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。
; p4 ?+ o5 o* ]4 u! b! aC、维氏硬度（HV）
( w4 K v5 k& {! O5 p1 R6 l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。, p' x2 g; ?9 W) Z" w
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：) j( R+ S& X% w7 Y
式中：HV--维氏硬度符号，N/mm2(MPa)；
% T5 Z# ?# t! G ?5 v+ e$ AF--试验力，N；
2 l' j! G6 \9 q' t v- F; Zd--压痕两对角线的算术平均值，mm。4 l8 y, D- l: ^& a1 o
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。
0 _. T; ~& m" z" b3 y3 i W8 Z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)。
' ]- v" f+ Q7 O- Q4 l* J* }- R& l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。 # r$ I$ |- M% h! C2 A
HB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。
! q' |/ R. F: K/ c1 R- e! F材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。
( Q6 h3 v# @# B' @2 o L* eHR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。 ! n" Z1 r! z7 }' S. Q! i. o
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。
4 y* Q2 u1 \2 WHRA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