金屬材料這些硬度和最新國標你都知道嗎
2020-04-22 來源：Goal Science
硬度(Hardness）是衡量金屬材料軟硬程度的重要性能指標，是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。一般硬度越高，耐磨性越好。
硬度分類：
1、常用硬度
金屬材料最常用到為洛氏硬度、布氏硬度和維氏硬度。
（1）洛氏硬度 Rockwell Hardness
將特定尺寸、形狀和材料的壓頭（120°的金剛石圓錐或Ø1.5875mm和Ø3.175mm硬質合金球）分兩級試驗力壓入試樣表面，初試驗力加載后，測量初始壓痕深度。隨后施加主試驗力，在卸除主試驗力后保持初試驗力時測量最終壓痕深度，洛氏硬度根據最終壓痕深度和初始壓痕深度的差值h及常數N和S計算得出：
X軸—時間；
Y軸—壓頭位置；
1—在初始試驗力F0下的壓入深度；
2—由主試驗力F1引起的壓入深度；
3—卸除主試驗力F1后的彈性回復深度；
4—殘余壓痕深度h；
5—試樣表面；
6—測量基準面；
7—壓頭位置；
8—壓頭深度相對時間的曲線。
HRC標尺的使用范圍是20~70HRC。當小于20HRC時，壓頭壓入材料內太多，靈敏度下降，這時應改用HRBW標尺；當大于70HRC時，壓頭尖端承受壓力過大，壓頭易損壞，縮短壽命，一般應改用HRA標尺。
（2）布氏硬度 Brinell Hardness
對一定直徑的碳化鎢合金球施加試驗力壓入試樣表面，經規定保持時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗力除以壓痕表面積的商成正比。
注：從2003年6月1日開始，原國標GB/T231-1984廢止，我國等效執行國際標準ISO6506，制定了新的國家標準：GB/T231.1-2002，文中明確取消了鋼球壓頭，全部采用硬質合金球頭。因此HBS停止使用，全部用HBW表示布氏硬度符號。
（3）維氏硬度 Vickers Hardness
將頂部兩相對面有規定角度（136°）的的正四棱錐體金剛石壓頭用一定的試驗力壓入試樣表面，保持規定時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長度。
2、其他硬度
（1）里氏硬度
里氏硬度（HL）實驗方法是一種動態硬度試驗法，用規定質量的沖擊體在彈簧力作用下以一定速度垂直沖擊試樣表面，以沖擊體在距試樣表面1mm處的回彈速度（vR）與沖擊速度（vA）的比值來表示材料的里氏硬度。
適用于大件、形狀復雜零件的現場檢測，適合鋼鐵零件熱處理后的現場檢測。操作簡便，效率高，采用電子測量，精度優于肖氏硬度。但是不適合薄板和薄管材。
（2）肖氏硬度
肖氏硬度（HS）用規定形狀的金剛石沖頭從規定高度自由落下沖擊試樣表面，以沖頭第一次回跳高度h與沖頭落下高度h0的比值計算肖氏硬度值。
適用于高硬度大件表面硬度現場檢測，例如鑄件、鍛件、曲軸、軋輥等。便于攜帶，操作簡便，效率高，試驗后不產生壓痕，可在成品件上試驗。但是測試精度低，重復性差，不適合高精度要求。
（3）努氏硬度
努氏硬度（HK）將頂部兩相對面具有規定角度的菱形棱錐體金剛石用試驗力壓入試樣表面，經規定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面壓痕長對角線長度。
適于測試硬而脆的材料，常被用于測試琺瑯、玻璃、人造金剛石、金屬陶瓷及礦物等材料。它還可用于表面硬化層有效深度的測定，包括細小零件、小面積、薄材料、細線材、刀刃內附近的硬度、電鍍層及牙科材料硬度的測試。
（4）韋氏硬度
韋氏硬度（HW）將規定形狀的鋼質壓針在一定的試驗力的作用下壓入試樣表面，用壓針壓入的深度來表示材料的硬度，定義0.0125mm的壓入深度為一個韋氏硬度單位。材料的硬度與壓入的深度相關，壓入越淺硬度越高，反之則低。
適用于測試鋁合金、軟銅、硬銅、超硬鋁合金和軟鋼。體積小，便攜式儀器，可快速、方便、無損地測試材料硬度，不必取樣。但是靈敏度較差，量程較窄，此通常一臺儀器只能測試1~2種金屬材料。
3、最新金屬材料硬度國標
我國對金屬材料不同硬度的試驗方法和硬度值換算都制定了相關標準，常用硬度國標主要包括：
（如需完整的國標文件，可以聯系客服獲取，無需關注、轉發、點贊，僅供科研交流使用）