金属硬度比较方法

金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗因外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，机械、机械工艺或金属材料的手册上面一般都有换算关系表。

[布氏硬度HB]

布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB.

HB=P/AB=P/(πDh)=2P/(πD(D-SQD(D2-d2)))

单位：P-kgf，D，h-mm

对钢来说，一般选用的钢球D为10mm，载荷P为3000kgf，压入时间为10秒。试验所得直径d应在0.25D-0.6D的范围内。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。

[洛氏硬度HR]

洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。

洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120º的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA以60kgf的负荷试验，硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层HRC以150kgf的负荷试验，硬度有效范围是20-67(相当于HB230-700)，适用于淬火钢及调质钢。

软质压头由直径1.588mm(1/16")的钢球制成，使用于退火钢、有色金属等，以HRB表示，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。

这三种洛氏硬度在表盘上刻度的颜色有所规定，HRA和HRC为黑色刻度，HRB为红色刻度。

[维氏硬度HV]

维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136º的金刚石四方锥体。

试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。

HV=P/A