發(fā)布日期：2023-06-28
一文讀懂硬度（材料硬度介紹概括）
一文讀懂硬度（材料硬度介紹概括）
發(fā)布日期：2020-06-16 12:02
機械制造中所用的刀具、量具、模具等，都應具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命。
硬度是衡量材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。通常，材料越硬，其耐磨性越好，比如齒輪等機械零部件會要求有一定的硬度，以保證足夠的耐磨性和使用壽命。
硬度的類型
硬度的定義
布氏硬度
維氏硬度
維氏硬度（符號HV）是可以用任意試驗力進行試驗的應用范圍最為廣泛的試驗方法，特別在9.807N以下的微小硬度領域的應用非常多。
維氏硬度是將試驗力F(N)除以標準片與壓頭之間的接觸面積S(mm2)所得的值，該面積根據(jù)在試驗力F(N)下通過壓頭(四方錐金剛石，相對面角=136?)在標準片上形成的壓痕的對角線長度d(mm，兩個方向長度的平均值)計算。k為常數(shù)(1/g=1/9.80665)。
努氏硬度
Knoop Hardness
洛氏及表面洛氏硬度
該硬度值由硬度公式得出，該公式以預加載力和試驗力之間的壓痕深度h(μm)之差表示。洛氏硬度測試使用98.07N的預加載力，洛氏表面硬度測試則使用29.42N的預加載力。結合壓頭類型、試驗力和硬度公式一起提供的特定符號被稱為標尺。日本工業(yè)標準(JIS)定義了各種相關硬度標尺。
硬度試驗機陣容
顯微維氏硬度試驗機 HM系列
維氏硬度試驗機 HV系列
洛氏硬度試驗機 HR系列
便攜式里氏硬度計 （動態(tài)里氏法，超聲波接觸阻抗法等多合一便攜式硬度測量儀）
硬度選擇指南
硬度選擇換算
1.努氏硬度與維氏硬度的換算
(1)以相同硬度的物體對努氏維氏兩種壓頭具有相等的抗力為依據(jù)，分別對維氏努氏兩種壓頭在加載荷下的應力進行推導，再根據(jù)σHK=σHV得出：HV=0.968HK。本公式是在低載荷下測得，誤差比較大。此外在硬度值大于HV900時此公式誤差很大，失去參考價值。
(2)經(jīng)過推導與修正提出努氏硬度與維氏硬度的換算公式為
經(jīng)實際數(shù)據(jù)驗證，該公式的最大相對換算誤差為0.75%，具有較高的參考價值。
2.洛氏硬度與維氏硬度的換算
(1)對Hans·Qvarnstorm提出的The Qvarnstorm換算公式
進行修正后得出洛氏硬度與維氏硬度的換算公式為：
此公式用我國公布的黑色金屬硬度標準數(shù)據(jù)進行換算，其HRC誤差基本上在±0.4HRC 范圍內，其最大誤差也僅士0.9HRC，計算的HV誤差最大為±15HV。
(2)根據(jù)不同壓頭所受應力σHRC=σHV，通過對洛氏硬度與維氏硬度壓痕深度關系曲線的分析得出公式
本公式與國家標準實驗換算值對照,換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。
(3)根據(jù)實際的實驗數(shù)據(jù)利用線性回歸的方法對洛氏硬度與維氏硬度的換算進行探討，得出公式：
本公式使用范圍小，誤差較大，但計算簡便，在對精度要求不高時可以使用。
3.洛氏硬度與布氏硬度的換算
(1)對布氏壓痕和洛氏壓痕深度關系進行分析，根據(jù)壓頭的應力σHRC=σHB得出換算公式
計算結果與國家標準實驗值對照，換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。
(2)根據(jù)實際實驗數(shù)據(jù)用線性回歸法得到公式
公式誤差偏大，使用范圍偏小，但計算簡便，在對精度要求不高的情況下可以使用。
4.布氏硬度與維氏硬度的換算
布氏硬度與維氏硬度的關系，同樣根據(jù)σHB=σHV得出公式
此公式換算結果與國家標準換算值對照，換算誤差為±2HV。
5.努氏硬度與洛氏硬度的換算
因為努氏硬度與洛氏硬度的對應曲線類似于拋物線，故由曲線得出近似的換算公式為
此公式比較準，可以作為使用參考。
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