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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。
+ ]9 j% g1 O" j9 H7 C- hA、布氏硬度（HB）7 s/ {4 g6 j. t' r% ^% q* d
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)。% C& T5 w4 S3 f: q/ j
其计算公式为： a3 H/ b- U" t/ W& b6 r
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； , i' T7 r$ |5 T/ z4 u
D--试验用钢球直径，mm；
% [8 a3 W% i# d( hd--压痕平均直径，mm。
e0 m% w [! s2 Q* d" N1 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。5 O: P6 `& f; r% s( {
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）。
1 e+ q$ \& q% K W, c; g) fB、洛氏硬度（HK）
" c/ n1 q* w0 \# @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。* ]3 O5 A# _. X0 k$ f4 b$ w* z$ u
硬度值用下式计算：' r2 m6 h; m6 \& y% z0 C" @
当用A和C标尺试验时，HR=100-e
1 m+ y6 T8 `. j3 U# I2 [1 E3 M( I当用B标尺试验时，HR=130-e ! v0 W% N0 \" R! q& g, g
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 k( Q+ N3 \" O
上述三个标尺适用范围如下： . [# v( C% O+ H
HRA（金刚石圆锥压头）20-88
' \" x5 ^, w- x4 uHRC（金刚石圆锥压头）20-70
! z) H/ N D6 q) V5 `8 `HRB（直径1.588mm钢球压头）20-100 & q9 f& M, s: [7 }+ ~* S0 n
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。 |( V0 P: N9 R: x7 h {
C、维氏硬度（HV）2 g7 c" h1 D( @% B( ^
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。
; k/ ]" e7 b6 D o; I$ @0 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：
$ B2 Z! u* ?2 a# c" r; ^式中：HV--维氏硬度符号，N/mm2(MPa)； 7 d6 O9 h' } O' ?, v% G
F--试验力，N； & z+ v: Z: G& J. F" |# O
d--压痕两对角线的算术平均值，mm。
+ E7 f. |% r9 s; ]5 D# Q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。
# r; x- R) Z# G. u% A {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)。/ {( h$ y6 u) K# [4 p0 C
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。
0 |8 A/ J6 s2 r; ~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。! M* K7 Y* o* Q# p
材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。 ! L1 ]1 L5 J8 u+ ~5 B' O6 M
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。
o. Z6 n, ~) z8 ]& h3 b7 rHV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。
- ^7 Q1 Y0 a) _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