硬度指标大揭秘：布氏、洛氏、维氏硬度全解析及对照表

硬度指标大揭秘：布氏、洛氏、维氏硬度全解析及对照表

硬度指标介绍

硬度，这一指标用于评估材料抵御外物侵入其表面的能力，对于金属材料的性能而言，其重要性不言而喻。通常情况下，材料的硬度越高，其耐磨性能也随之提升。在众多硬度评估方法中，布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度尤为常见。本文将向大家展示这些硬度标准，同时提供德国规范中关于钢材的抗拉性能与维氏、布氏、洛氏硬度之间的对应关系表格，以供大家查阅和保存。

【布氏硬度】

布氏硬度测试法是对材料硬度进行测量的技术手段。在此测试过程中，一个经过淬火的钢球在一定的载荷（通常是标准载荷）下被压入材料的表面，并维持一定时间。待卸载后，通过计算施加的负荷与形成的压痕面积之比，便可获得布氏硬度值(HB)，其计量单位为公斤力每平方毫米。布氏硬度的计量单位是每平方毫米承受两牛顿的力，这里的“N”指的是牛顿，它是力的度量单位，“mm²”则表示平方毫米，这是面积的单位。计算布氏硬度值的方法是将施加的负荷（以牛顿计）除以压痕的面积（以平方毫米计）。

HBS与HBW的区分关键在于所采用的压头种类不同。HBS使用的是经过淬火的钢球作为压头，特别适合于测试硬度值在450以下的各种材料，比如软钢、灰铸铁以及有色金属等。相对而言，HBW采用的是硬质合金压头，适用于测量硬度值低于650的材料。在相同的试验块和测试条件下，这两种硬度测试方法所获得的数据常常存在差异。一般情况下，HBW硬度测试所得数值普遍高于HBS测试的数值。自2003年起，我国开始执行国际标准，钢球压头被弃用，统一改用硬质合金球头进行测试。由此，HBS测试方法已不再被采用，取而代之的是HBW，以表示布氏硬度。通常情况下，当我们仅用“HB”来表示布氏硬度时，实际上是指HBW硬度值。

【洛氏硬度】

若布氏硬度HB值超450或试样尺寸偏小，布氏硬度试验将不可行，这时我们需转而使用洛氏硬度测试。洛氏硬度测试使用的是顶角为120°的金刚石圆锥体，亦或是直径分别为1.59mm和3.18mm的钢球，在特定载荷作用下压入待测材料的表面。通过测量所形成的压痕深度，我们能够计算出材料的硬度值。值得注意的是，针对不同硬度范围的被测材料，洛氏硬度计量法运用了三种不同的标度来加以表示。

洛氏硬度试验以其操作简便、快速以及压痕小的优势，尤其适用于对成品表面和硬度较高、厚度较薄的工件进行测试。在生产一线，受限于检测设备，布氏硬度计往往被用来测定大型淬火件的硬度。若要获取这些工件的洛氏硬度数值，一个普遍的做法是先测定其布氏硬度，随后通过查阅换算表来计算出对应的洛氏硬度值。要完成这一转换，我们可以运用一个简便的经验公式：HRC值等于（479减去100乘以D）除以4，这里的D指的是Φ10毫米的钢球压头在施加30千牛的压力后，压在工件上所形成的压痕直径的测量结果。

【维氏硬度】

使用重量不超过120千克的金刚石方形锥压入器，其顶角为136度，对材料进行压痕测试，通过计算材料压痕凹坑的面积与施加的载荷之比，即可得出维氏硬度HV值，其单位是千克力每平方毫米。维氏硬度测试的原理是，通过施加一定量的载荷，并使用顶角为136度的金刚石方形锥压入器对材料施加压力，形成凹坑。在测量过程中，所施加的载荷一般不会超过120千克。通过计算凹坑面积与施加载荷的比值，我们可以得到维氏硬度HV值，其单位表示为千克力每平方毫米。

实验结果证实，金属材料的硬度与强度之间存在一种大致的对应联系。这种关系主要源于硬度主要受到材料初始塑性变形的抵抗力和持续塑性变形的抵抗力的制约。随着材料强度的提升，其塑性变形的抵抗力也会随之增强，从而引起硬度值的增加。