硬度换算
表
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及常识
硬度换算表: 布氏硬度与洛氏硬度
布氏硬度
洛氏硬度
抗拉强度
布氏硬度
洛氏硬度
抗拉强度
硬质合金球 3000kg
标尺A
60kg
标尺B
100kg
标尺C
150kg
(约磅/英寸2)
硬质合金球 3000kg
标尺A
60kg
标尺B
100kg
标尺C
150kg
(约磅/英寸2)
-
85.6
-
68.0
-
331
68.1
-
35.5
166,000
-
85.3
-
67.5
-
321
67.5
-
34.3
160,000
-
85.0
-
67.0
-
311
66.9
-
33.1
155,000
767
84.7
-
66.4
-
302
66.3
-
32.1
150,000
757
84.4
-
65.9
-
293
65.7
-
30.9
145,000
745
84.1
-
65.3
-
285
65.3
-
29.9
141,000
733
83.8
-
64.7
-
277
64.6
-
28.8
137,000
722
83.4
-
64.0
-
269
64.1
-
27.6
133,000
712
-
-
-
-
262
63.6
-
26.6
129,000
710
83.0
-
63.3
-
255
63.0
-
25.4
126,000
698
82.6
-
62.5
-
248
62.5
-
24.2
122,000
684
82.2
-
61.8
-
241
61.8
100.0
22.8
118,000
682
82.2
-
61.7
-
235
61.4
99.0
21.7
115,000
670
81.8
-
61.0
-
229
60.8
98.2
20.5
111,000
根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。
抗拉强度
Rm
N/mm2
维氏硬度
HV
布氏硬度
HB
洛氏硬度
HRC
250
80
76.0
-
270
85
80.7
-
285
90
85.2
-
305
95
90.2
-
320
100
95.0
-
335
105
99.8
-
350
110
105
-
370
115
109
-
380
120
114
-
硬 度
日常生活中,人们对材料的评价往往爱用“软”、“硬”来描述,如铅就被认为软,钢就被认为硬。实际上,“软”、“硬”与前面我们所讲的材料的强度密切相关。在工程上,为了在不破坏工件的情况下 ,方便地成批检验产品的质量,在对结构材料的性能评价上 ,还确定了“硬度”这样一个性能指标。本质上一般可以认为,硬度是指材料表面上不大的体积内抵抗变形或破裂的能力。根据不同的实验方法,硬度值的物理意义有所不同。如压入法的硬度值是材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形抗力;刻划法硬度值表示材料表面局部破裂的能力。在生产上使用最广泛的是静负荷压入法试验,根据压头形状、材料及加载大小的不同,硬度可有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度,它们适用于不同的材料。各种硬度的压头形状、材料、载荷、运用范围等见表3-1。
硬度對照表
(鋼之勃氏硬度與其他硬度值之換算表)
勃氏硬度
洛氏硬度
維氏硬度
蕭氏硬度
抗拉強度
3000kg
A刻度
60kg壓子
B刻度球
100kg1/16"
C刻度
150kg壓子
D刻度
100kg壓子
50kg
(kg/m㎡)
--
85.6
---
68.0
76.9
940
97
---
--
85.3
---
67.5
76.5
920
96
---
--
85.0
---
67.0
76.5
900
95
---
767
84.7
---
66.4
75.7
880
93
---
757
84.4
---
65.9
75.3
860
92
---
745
84.1
---
65.3
74.8
840
91
---
733
83.8
---
64.7
74.3
820
90
---
722
83.4
---
64.0
73.8
800
88
---
712
--
---
---
---
---
---
---
710
83.0
---
63.3
73.3
780
87
---
698
82.6
---
62.5
72.6
760
86
---
684
82.2
---
61.8
72.1
740
---
---
682
82.2
---
61.7
72.0
737
84
---
670
81.8
---
61.0
71.5
720
83
---
656
81.3
---
60.1
70.8
700
---
---
653
81.2
---
60.0
70.7
697
81
---
647
81.1
---
59.7
70.5
690
---
---
638
80.8
---
59.2
70.7
680
80
---
630
80.6
---
58.8
69.8
670
---
---
627
80.5
---
58.7
69.7
667
79
---
601
79.8
---
57.3
68.7
640
77
---
578
79.1
---
56.0
67.7
615
75
---
555
78.4
---
54.7
66.7
591
73
210
534
77.8
---
53.5
65.8
569
71
202
514
76.9
---
52.1
64.7
547
70
193
495
76.3
---
51.0
63.8
528
68
186
477
75.6
---
49.6
62.7
508
66
177
461
74.9
---
48.5
61.7
491
65
170
444
74.2
---
47.1
60.8
472
63
162
429
73.4
---
45.7
59.7
455
61
154
415
72.8
---
44.5
58.8
440
59
149
401
72.0
---
43.1
57.8
425
58
142
388
71.4
---
41.8
56.8
410
56
136
375
70.6
---
40.4
55.7
396
54
129
363
70.0
---
39.1
54.6
383
52
124
352
69.3
(110.0)
37.9
53.8
372
51
120
341
68.7
(109.0)
36.6
52.8
360
50
115
331
68.1
(108.5)
35.5
51.9
350
48
112
321
67.5
(108.0)
34.3
51.0
339
47
108
311
66.9
(107.5)
33.1
50.0
328
46
105
302
66.3
(107.0)
32.1
51.0
319
45
103
293
65.7
(106.0)
30.9
50.0
309
43
99
285
65.3
(105.5)
29.9
49.3
301
---
97
277
64.6
(104.5)
28.8
48.3
292
41
94
269
64.1
(104.0)
27.6
47.6
284
40
91
262
63.6
(103.0)
26.6
46.7
276
39
89
255
63.0
(102.0)
25.4
45.9
269
38
86
248
62.5
(101.0)
24.2
45.0
261
37
84
241
61.8
100.0
22.8
44.2
253
36
82
235
61.4
99.0
21.7
43.2
247
35
80
229
60.8
98.2
20.5
42.0
241
34
78
223
---
97.3
(18.8)
41.4
234
---
---
217
---
96.4
(17.5)
40.5
228
33
74
212
---
95.5
(16.0)
---
222
---
72
207
---
94.6
(15.2)
---
218
32
70
201
---
93.8
(13.8)
---
212
31
69
197
---
92.8
(12.7)
---
207
30
67
192
---
91.9
(11.5)
---
202
29
65
187
---
90.7
(10.0)
---
196
---
63
183
---
90.0
(9.0)
---
192
28
63
179
---
89.0
(8.0)
---
188
27
61
174
---
87.8
(6.4)
---
182
---
60
170
---
86.8
(5.4)
---
178
26
58
167
---
86.0
(4.4)
---
175
---
57
163
---
85.0
(3.3)
---
171
25
56
156
---
82.9
(0.9)
---
163
---
53
149
---
80.8
---
---
156
23
51
143
---
78.7
---
---
150
22
50
137
---
76.4
---
---
143
21
47
131
---
74.0
---
---
137
---
46
126
---
72.0
---
---
132
20
44
121
---
69.8
---
---
127
19
42
116
---
67.6
---
---
122
18
41
111
---
65.7
---
---
117
15
39
∙ 表中( )內的數字不常用
∙ 洛氏硬度計上刻度A、B、C是使用鑽石圓錐壓凹器(brale)
∙ 此表摘自JIS鋼鐵手冊(1980)版資料
钢材的常用硬度
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。
A、 布氏硬度(HB)
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)。
其计算公式为:
式中:F--压入金属试样表面的试验力,N;D--试验用钢球直径,mm;
d--压痕平均直径,mm。
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。
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)。
B、洛氏硬度(HK)
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。
硬度值用下式计算:
当用A和C标尺试验时,HR=100-e 当用B标尺试验时,HR=130-e
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。
上述三个标尺适用范围如下:
HRA(金刚石圆锥压头)20-88 HR
C(金刚石圆锥压头)20-70
HRB(直径1.588mm钢球压头)20-100
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。
C、维氏硬度(HV)
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。
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:
式中:HV--维氏硬度符号,N/mm2(MPa);
F--试验力,N;
d--压痕两对角线的算术平均值,mm。
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。
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)。
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。
序号
材质
母材
焊缝
备注
1
WB36
175~195
235~265
焊缝≯母材100HB
2
P91
195~215
270~350
3
P22
150~175
195~235
4
12Cr1MoV
145~175
185~225
受监焊口硬度值范围一览表
紧固件紧固件硬度值范围一览表
序号
材质
HB(螺栓)
备注
1
C-422
270~330
螺栓比螺母高一级,且差值不大于50
2
20Cr1Mo1VNiTiB
241~285
3
25Cr2Mo1V
241~277
4
35CrMo
217~257
1.布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: • HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
3 维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。