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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。
/ w4 l9 K8 `6 _: G8 JA、布氏硬度（HB）
# u) D R i" J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)。
& W6 e! e# q3 y! n: w" O, ?( G B其计算公式为：6 e: _) G7 `: r0 ~& a
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； 3 z8 x& D" @$ u5 r. N; `
D--试验用钢球直径，mm； * t6 X+ \; e9 j9 N1 i
d--压痕平均直径，mm。
8 l! Y$ I0 _8 F% x w G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。. O1 w8 e4 P2 ~( H% B% v/ u
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）。
* W2 l0 e! E( N! \, V6 SB、洛氏硬度（HK）
% k& p# h+ c% J+ d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。- p* ^8 v% U7 e* {# ?* h& ^
硬度值用下式计算：
/ s/ e/ t; v9 s+ q$ m当用A和C标尺试验时，HR=100-e
+ |3 Z0 A7 w+ j. s3 @+ a" C当用B标尺试验时，HR=130-e 8 P9 ~6 Z6 _ H2 _6 x
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。# A; I, A; G# G6 e9 T" U
上述三个标尺适用范围如下： 3 s4 O) t0 b7 c" s
HRA（金刚石圆锥压头）20-88
( r- Y. B2 H/ f! jHRC（金刚石圆锥压头）20-70
7 F% N7 h- R5 i: G5 sHRB（直径1.588mm钢球压头）20-100 ; {1 D+ }" `( R2 ?0 ]. ?7 {
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。
! u! Q: l" ?7 D3 ]- b& OC、维氏硬度（HV）0 U* o+ e. J. |) L1 q7 g0 \
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。
* R; r$ v: k- o6 H+ F0 D% |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：# P3 c9 T4 T( U4 y! o; T
式中：HV--维氏硬度符号，N/mm2(MPa)；
W3 a p% X3 [5 J% H' Y" m: nF--试验力，N；
0 Y H! @; {/ b( [1 N2 @3 t1 T d! zd--压痕两对角线的算术平均值，mm。
5 R# D, v' C9 D9 A0 G9 C8 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。
g; N7 y' I0 U S' ?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 E2 V i" R$ G# A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。 " j' {7 b' ?" f" N" P @/ l
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。
) s, {3 }, C7 x" W) X材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。 4 t4 Q8 x* ~* ]2 P' _4 k* j$ y
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 L3 \5 Y3 n$ P
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。
G/ [8 \; p: T5 \1 v) c' T9 n! UHRA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