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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。 ; [2 E+ Y1 X y# S5 _
A、布氏硬度（HB）. [7 f4 z8 T4 i" w9 K0 |+ h
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)。, B& n; [% ^& y) @# @4 U" J$ [% w
其计算公式为：
7 y2 I2 ]% O) ? Q$ o G% l式中：F--压入金属试样表面的试验力，N；
: @* f( e: `- vD--试验用钢球直径，mm；
( w) J8 L" { D/ Z; ?8 E l" u0 |d--压痕平均直径，mm。
+ F9 v% s& C+ t9 Q; B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。7 s. \$ a) v; \, _5 _6 P
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）。 $ o* `. ?, a) p" G, k; Y
B、洛氏硬度（HK）
& [! p, K) V" ^; H$ _- g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。7 [. x+ p* c, b- b
硬度值用下式计算：
* P" q' l3 p6 F& R3 z) P当用A和C标尺试验时，HR=100-e
! G, y( `0 w( H: [当用B标尺试验时，HR=130-e
( o6 [1 f: m! l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。
9 M* Y1 \! s9 k" z& @3 q, N1 B0 u- f上述三个标尺适用范围如下：
Z4 J5 M5 T6 A HHRA（金刚石圆锥压头）20-88 % p; A; P4 f& \5 N9 v" }9 K
HRC（金刚石圆锥压头）20-70 4 w V* [9 S; }8 w3 l9 ~2 Y
HRB（直径1.588mm钢球压头）20-100 8 Z% T" u8 m/ o/ d6 [$ Z% ~. E F
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。 6 b2 p* _' Q5 X; K# j
C、维氏硬度（HV）
1 D2 h% Z% V) Y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。
9 G; u* m( T; v& z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：
5 r- Q7 \/ m4 Q' a( Y式中：HV--维氏硬度符号，N/mm2(MPa)； R% E# h2 C( r: q
F--试验力，N；
& K" O' h: H. gd--压痕两对角线的算术平均值，mm。& J8 F: ^8 S! ^( M' Q" A+ v n% a. {
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。
2 X4 O! I) a/ w& ]0 ?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)。1 x3 f' ]* D4 N+ ^$ G3 g& Y6 [
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。 & |% K. ]+ p$ k& P k
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。
: P5 d+ n0 J$ H: G7 {5 ]) N材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。
" `' c) a' k, C$ mHR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。
: y2 J' O: p4 HHV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。
- @+ y: {' a3 W7 D4 A# 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