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洛氏(HRC),布氏(HB)和维氏(HV)硬度区别和对照换算硬度:是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。 |
硬度:是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。普通的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、维氏硬度(HV),橡胶塑料邵氏硬度(HA,HD)等硬度其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。流行的里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。
钢材的硬度 :金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同,
●常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。
●HB应用范围较广,HRC适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。
●HV-适用于显微镜分析。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)。
●HL手提式硬度计,测量方便,利用冲击球头冲击硬度表面后,产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ VA(冲击速度)。
●目前常用的便携式里氏硬度计用里氏(HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。时代公司生产的TH系列里氏硬度计就有此功能,是传统台式硬度机的有益补充!”(详细情况请点击《里氏硬度计SF-TOP1/HL1000B/HL1000D/HL2000/TIME5306/TIME5302便携式系列 》)
1、HB - 布氏硬度:
布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。
布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为: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)。(关于布式硬度(HB)详细情况请点击《布氏硬度机(计)HBE-3000A/HB-3000/HBS-3000 》)
关于布氏硬度的详细了解可以点击:《什么是布氏硬度 HB 布氏硬度计》《HBS和HBW布氏硬度的区别和表达方法》《布氏硬度计的几个常见问题》做跟多了解!
2、HR-洛式硬度
洛式硬度(HR-)是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。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1.59mm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)。
另外:
(1)HRC含意是洛式硬度C标尺,
(2)HRC和HB在生产中的应用都很广泛
(3)HRC适用范围HRC 20--67,相当于HB225--650
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
(4)洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥,试验载荷为一确定值,中国标准是150公斤力。
布氏硬度计之压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW),试验载荷随球直径不同而不同,从3000到31.25公斤力。
(5)洛式硬度压痕很小,测量值有局部性,须测数点求平均值,适用成品和薄片,归于无损检测一类。
布式硬度压痕较大,测量值准,不适用成品和薄片,一般不归于无损检测一类。
(6)洛式硬度的硬度值是一无名数,没有单位。(因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。)
布式硬度的硬度值有单位,且和抗拉强度有一定的近似关系。
(7)洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示,操作方便,快捷直观,适用于大量生产中。
布式硬度需要用显微镜测量压痕直径,然后查表或计算,操作较繁琐。
(8)在一定条件下,HB与HRC可以查表互换。其心算公式可大概记为:1HRC≈1/10HB。 (关于洛氏硬度机详细情况请点击《洛氏硬度机(计)HR-150A/HRS-150/TH3000/3200系列》 )
关于洛氏硬度的详细了解可以点击:《什么是洛氏硬度(HRC HRB HRA)洛氏硬度计》《洛氏硬度计的洛氏标尺简单介绍》《如何选择洛氏硬度计标尺:HRA/HRB/HRC?》做跟多了解!
3、HV-维氏硬度
维氏硬度是以一定的试验力负荷下,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压头,压入材料表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面,压痕对角线长度,再按公式来计算硬度的大小,就是维氏硬度。
维氏硬度表示为HV,维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值,后面为试验力值。标准的试验保持时间为10~15S。如果选用的时间超出这一范围,在力值后面还要注上保持时间。例如:
600HV30—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间10~15S时得到的硬度值为600。
600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间20S时得到的硬度值为600。
维氏硬度试验按试验力大小的不同,细分为三种试验硬度计,即:维氏硬度计、小负荷维氏硬度计和显微维氏硬度计(1000N试验力以下统称显硬度计)。根据工件厚薄、硬度高低等因素选择合适的硬度试验设备。(关于维氏硬度机详细情况请点击《维氏硬度机(计)HVS-1000/HVS-5/HVS-10Z系列》 )
关于洛氏硬度的详细了解可以点击:《什么是维氏硬度(HV) 维氏硬度计》《显微维氏硬度计的特点、原理、操作方法》《维氏硬度计精度因素的误差分析》做跟多了解!
下面是几种常见的对照关系表:
1<<标准硬度HLD/HRC/HRB/HV/HB/HSD转换换算表副本>>-----便携式里氏硬度计转换常用。
2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 | - |
400 | 125 | 119 | - |
415 | 130 | 124 | - |
430 | 135 | 128 | - |
450 | 140 | 133 | - |
465 | 145 | 138 | - |
480 | 150 | 143 | - |
490 | 155 | 147 | - |
510 | 160 | 152 | - |
530 | 165 | 156 | - |
545 | 170 | 162 | - |
560 | 175 | 166 | - |
575 | 180 | 171 | - |
595 | 185 | 176 | - |
610 | 190 | 181 | - |
625 | 195 | 185 | - |
640 | 200 | 190 | - |
660 | 205 | 195 | - |
675 | 210 | 199 | - |
690 | 215 | 204 | - |
705 | 220 | 209 | - |
720 | 225 | 214 | - |
740 | 230 | 219 | - |
755 | 235 | 223 | - |
770 | 240 | 228 | 20.3 |
785 | 245 | 233 | 21.3 |
800 | 250 | 238 | 22.2 |
820 | 255 | 242 | 23.1 |
835 | 260 | 247 | 24.0 |
850 | 265 | 252 | 24.8 |
865 | 270 | 257 | 25.6 |
880 | 275 | 261 | 26.4 |
900 | 280 | 266 | 27.1 |
915 | 285 | 271 | 27.8 |
930 | 290 | 276 | 28.5 |
950 | 295 | 280 | 29.2 |
965 | 300 | 285 | 29.8 |
995 | 310 | 295 | 31.0 |
1030 | 320 | 304 | 32.2 |
1060 | 330 | 314 | 33.3 |
1095 | 340 | 323 | 34.4 |
1125 | 350 | 333 | 35.5 |
1115 | 360 | 342 | 36.6 |
1190 | 370 | 352 | 37.7 |
1220 | 380 | 361 | 38.8 |
1255 | 390 | 371 | 39.8 |
1290 | 400 | 380 | 40.8 |
1320 | 410 | 390 | 41.8 |
1350 | 420 | 399 | 42.7 |
1385 | 430 | 409 | 43.6 |
1420 | 440 | 418 | 44.5 |
1455 | 450 | 428 | 45.3 |
1485 | 460 | 437 | 46.1 |
1520 | 470 | 447 | 46.9 |
1555 | 480 | (456) | 47.7 |
1595 | 490 | (466) | 48.4 |
1630 | 500 | (475) | 49.1 |
1665 | 510 | (485) | 49.8 |
1700 | 520 | (494) | 50.5 |
1740 | 530 | (504) | 51.1 |
1775 | 540 | (513) | 51.7 |
1810 | 550 | (523) | 52.3 |
1845 | 560 | (532) | 53.0 |
1880 | 570 | (542) | 53.6 |
1920 | 580 | (551) | 54.1 |
1955 | 590 | (561) | 54.7 |
1995 | 600 | (570) | 55.2 |
2030 | 610 | (580) | 55.7 |
2070 | 620 | (589) | 56.3 |
2105 | 630 | (599) | 56.8 |
2145 | 640 | (608) | 57.3 |
2180 | 650 | (618) | 57.8 |
660 | 58.3 | ||
670 | 58.8 | ||
680 | 59.2 | ||
690 | 59.7 | ||
700 | 60.1 | ||
720 | 61.0 | ||
740 | 61.8 | ||
760 | 62.5 | ||
780 | 63.3 | ||
800 | 64.0 | ||
820 | 64.7 | ||
840 | 65.3 | ||
860 | 65.9 | ||
880 | 66.4 | ||
900 | 67.0 | ||
920 | 67.5 | ||
940 | 68.0 |
3巴士硬度和韦氏硬度及其对照关系:
韦氏硬度:W-20系列铝合金韦氏硬度计(又称钳式硬度计),是一种轻便的,可以现场快速测试铝合金硬度的仪器。测试迅速,简便,一卡即可,硬度值直接读出,符合中国有色标准YS/T420和美国标准ASTM B647,是标准YS/T420推荐的两种仪器。
W-20系列铝合金韦氏硬度计适于测试铝合金型材、管材和板材,特别适于在生产现场、销售现场或施工现场对产品硬度进行快速、非破坏性的合格检查。标准硬度块经过标准硬度机的检测,附有检测报告。韦氏硬度值可换算成常用的维氏、洛氏、布氏硬度及抗拉强度值。
巴士硬度:巴柯尔(Barcol)硬度(简称巴氏硬度)早由美国BARBER-COLMAN公司提出,是近代国际上广泛采用的一种硬度门类,以特定压头在标准弹簧的压力作用下压入试样,以压痕的深浅表征试样的硬度。巴柯尔硬度计(巴氏硬度计934-1)作为专门测量玻璃钢制品、增强或非增强硬塑料、铝及铝合金、黄铜、紫铜等较软金属硬度的专用检测工具,已被大多数或国际组织认可。
美国材料试验协会(ASTM)D2583-75(美国标准K65 227)《用巴柯尔硬度计测试塑料的压痕硬度标准试验方法》,日本工业规范(JIS)K6911-1979《热固性塑料成型及层压板的巴柯尔硬度标准试验方法》,欧洲标准用巴柯尔硬度计测量玻璃钢(GRP)硬度试验方法》。巴柯尔硬度计是各生产单位,计量部门在质量认证,质量控制,计量测试等方面的专用检测仪器。
巴氏硬度与布氏、维氏、韦氏、洛氏其他各种硬度粗略关系表:
巴氏 |
布 氏 |
维 氏 |
韦 氏 |
洛 氏 |
巴氏 |
布 氏 |
维 氏 |
韦 氏 |
洛 氏 |
||||||
B |
E |
F |
H |
B |
E |
F |
H |
||||||||
35 |
21 |
32 |
68 |
60 |
65 |
11.0 |
71 |
70 |
94 |
||||||
36 |
22 |
35 |
69 |
62 |
67 |
11.4 |
73 |
72 |
95 |
||||||
37 |
23 |
37 |
70 |
64 |
70 |
11.8 |
17 |
75 |
74 |
97 |
|||||
38 |
24 |
40 |
71 |
67 |
72 |
12.2 |
23 |
76 |
75 |
98 |
|||||
39 |
25 |
42 |
72 |
69 |
75 |
12.6 |
28 |
78 |
77 |
99 |
|||||
40 |
25 |
26 |
45 |
73 |
72 |
78 |
12.9 |
33 |
80 |
79 |
100 |
||||
41 |
25 |
27 |
47 |
74 |
75 |
81 |
13.3 |
38 |
81 |
80 |
101 |
||||
42 |
26 |
28 |
49 |
75 |
78 |
85 |
13.7 |
42 |
83 |
82 |
102 |
||||
43 |
27 |
29 |
51 |
76 |
80 |
88 |
14.0 |
47 |
84 |
83 |
103 |
||||
44 |
27 |
30 |
54 |
77 |
84 |
92 |
14.3 |
51 |
86 |
85 |
104 |
||||
45 |
28 |
30 |
56 |
78 |
87 |
95 |
14.7 |
55 |
87 |
86 |
105 |
||||
46 |
29 |
31 |
58 |
79 |
90 |
99 |
15.0 |
59 |
89 |
88 |
106 |
||||
47 |
30 |
32 |
23 |
60 |
80 |
94 |
103 |
15.3 |
63 |
90 |
89 |
106 |
|||
48 |
30 |
33 |
0.7 |
26 |
62 |
81 |
97 |
108 |
15.6 |
66 |
91 |
90 |
107 |
||
49 |
31 |
34 |
1.3 |
28 |
64 |
82 |
101 |
112 |
15.9 |
70 |
92 |
91 |
108 |
||
50 |
32 |
35 |
1.9 |
31 |
66 |
83 |
105 |
117 |
16.2 |
73 |
94 |
92 |
109 |
||
51 |
33 |
36 |
2.5 |
34 |
68 |
84 |
109 |
121 |
16.4 |
76 |
95 |
93 |
109 |
||
52 |
34 |
38 |
3.1 |
36 |
70 |
85 |
113 |
126 |
16.7 |
79 |
96 |
94 |
110 |
||
53 |
35 |
39 |
3.6 |
39 |
30 |
72 |
86 |
117 |
131 |
16.9 |
81 |
97 |
95 |
111 |
|
54 |
37 |
40 |
4.2 |
41 |
34 |
73 |
87 |
121 |
137 |
17.2 |
84 |
98 |
96 |
111 |
|
55 |
38 |
41 |
4.7 |
44 |
37 |
75 |
88 |
126 |
142 |
17.4 |
86 |
99 |
97 |
112 |
|
56 |
39 |
43 |
5.3 |
46 |
40 |
77 |
89 |
130 |
17.6 |
88 |
100 |
98 |
112 |
||
57 |
40 |
44 |
5.8 |
48 |
43 |
78 |
90 |
135 |
17.8 |
90 |
101 |
98 |
113 |
||
58 |
42 |
45 |
6.3 |
50 |
46 |
80 |
91 |
140 |
18.0 |
102 |
99 |
114 |
|||
59 |
43 |
47 |
6.8 |
53 |
48 |
82 |
92 |
145 |
18.2 |
103 |
100 |
||||
60 |
45 |
49 |
7.3 |
55 |
51 |
83 |
93 |
18.4 |
103 |
100 |
|||||
61 |
46 |
50 |
7.8 |
57 |
54 |
85 |
94 |
18.6 |
104 |
101 |
|||||
62 |
48 |
52 |
8.3 |
59 |
56 |
86 |
95 |
18.7 |
105 |
102 |
|||||
63 |
50 |
54 |
8.8 |
61 |
59 |
88 |
96 |
18.9 |
106 |
102 |
|||||
64 |
51 |
56 |
9.2 |
63 |
61 |
89 |
97 |
19.0 |
106 |
103 |
|||||
65 |
53 |
58 |
9.7 |
65 |
63 |
90 |
98 |
19.2 |
107 |
||||||
66 |
55 |
60 |
10.1 |
67 |
66 |
92 |
98 |
19.3 |
107 |
||||||
67 |
57 |
62 |
10.6 |
69 |
68 |
93 |
100 |
19.4 |
108 |
[注]表三来源:美国巴勃·考曼(Baber Colman)公司和北京时代山峰科技有限公司934-1巴士硬度计对照表
■ASTM 金属硬度换算表(目前权威广泛常用的硬度换算表)
在美国材料试验学会(ASTM)压痕硬度试验委员会的主持下,会同美国金属学会(ASM),美国汽车工程师学会(SAE) 共同审定出版了金属硬度对照表,新的针对各种不同材料的硬度对照表发表于美国材料学会标准ASTM E140-02,标题是 “标准金属硬度换算表”。
ASTM标准金属硬度换算表放大部分:
|
5、邵氏硬度:有翻译邵尔硬度的。
常见的邵氏硬度分为邵氏A型(测量范围0-100HA)和邵氏D型(测量范围0-100HD),邵氏A型应用于软塑料、软橡胶、合成橡胶、打印胶辊等的测量,一般邵氏A型测量不了超出0-90HA硬度量程时候,选用邵氏D型硬度计测量!邵氏D型适用于硬度值高过邵氏A型0-90HA以上的硬度测量,(一般硬橡胶、硬树脂、压克力、玻璃、热塑性塑胶、印刷板、纤维等高硬度材料的硬度测试)。
邵氏硬度的常见标准:
·《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T 531-1999
·《塑料邵氏硬度试验方法》GB/T 2411-80
·国际标准
《Rubber—Determination of indentation hardness by means of pocket hardness meters 》 ISO7619
《Plastics and ebonite—Determination of indentation hardness by means of a durometer(Shore hardness) 》ISO868
·美国标准《Standard Test Method for Rubber Property — Durometer Hardness 》 D 2240-02
·日本标准《Hardness Testing methods for rubber,vulcanized or thermoplastic》JIS K62532
·《邵氏硬度计》检定规程 JJG 304-89
·《邵尔A 型橡胶袖珍硬度计技术条件》HG2369-92
·《硫化橡胶邵尔A 硬度试验方法》GB/T 531-92
· 美国标准《Standard Test Method for Rubber Property ─ Durometer 3 4Hardness 》D 2240-91
基本原理
具有一定形状的钢制压针﹐在试验力作用下垂直压入试样表面﹐当压足表面与试样表面完全贴合时﹐压针面相对压足平面有一定的伸出长度L﹐以L 值的大小来表征邵氏硬度的大小,L 值越大﹐表示邵尔硬度越低﹐反之越高。
计算公式为: HA=100-L/0. 025。式中HA 为邵氏A 硬度。由公式可知﹐邵氏A 硬度与压针位移量有关。通过测量压针的位移量﹐即可计算出邵氏A 硬度值。本硬度计用传感器测量出压针位移量,再通过CPU 计算处理,得出邵氏A 硬度值。
计算公式为: HD = 100 -L/0.025 式中HD 为邵氏D 硬度。由公式可知:邵氏D 硬度与压针位移量有关,通过测量压针的位移量,即可计算出邵氏D 硬度值。本硬度计用传感器测量出压针位移量,再通过CPU 计算处理,得出邵氏D 硬度,并直接显示出邵氏D 硬度值。
另附《邵氏硬度计TH220/TH210(橡胶塑料硬度)》《邵氏硬度计介绍》
硬度试验是机械性能试验中简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。
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