ASTM E10-2014金属材料布氏硬度的标准试验方法(中文版)

代号：E10-14

美国国家公路与运输协会标准

AASHTO 编号：T70-86

金属材料布氏硬度的标准试验方法1

本标准以固定代号E10发行；该编号之后紧跟的数字代表初版的年份，或在修订版中代表最近一次修订的年份。括号中的数字代表最近一次再次批准的年份。上标ε代表在最近一次修订或再次批准后，进行了编辑更改。

1. 范围*

1.1 本试验方法包含了使用布氏压痕硬度原则对金属材料进行布氏硬度的测定。该标准同时规定了布氏硬度试验机的要求，以及进行布氏硬度试验的程序。

1.2 在以下四个附件中，包括了本标准的附加要求：

布氏硬度试验机的检定附件A1

布氏硬度标准化设备附件A2

布氏硬度压头的标准化附件A3

布氏硬度试验块的标准化附件A4

1.3 在本标准的以下附录中，包括了与布氏硬度试验相关的非强制性信息：

布氏硬度数值表附录X1

确定布氏硬度不确定度程序的示例附录X2

1.4 在布氏硬度试验被开发出来时，力值是以千克力（kgf）为单位的。尽管本标准中力值的单位是使用国际单位（SI）的牛顿（N），但由于kgf单位历史在先且继续通用，所有以kgf为单位的力值被给出作为参考，且本标准中很多关于力值的讨论引用的是以kgf为单位的。

1.5 本标准不打算说明所有的安全考量，若有，应与其用途联系起来。建立适当的安全及健康规程并在使用前确定管控限制的适用性是本标准使用者自身的责任。

1该试验方法接受ASTM E28委员会（机械试验）的管辖，并由E28.06子委员会（压痕硬度试验）直接负责。

本版在2014年5月1日批准。在2014年8月发布。初版在1924年批准。上一版E10-12在2012年批准。DOI：10.1520/E0010-14。

*本标准的末尾有更改章节的摘要信息。

版权所有○c ASTM 国际，100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA19428-2959.美国

2. 参考文件

2.1 ASTM 标准2：

E29 在试验数据中使用有效数字以确定对规范的符合性的实施规程

E74 校准力值测量仪器以验证试验机显示力值的实施规程

E140 金属的布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、表面洛氏硬度、努氏硬度、肖氏硬度及里氏硬度之间的硬度换算表

E384 材料的努氏及维氏硬度的试验方法

2.2 美国轴承制造协会标准

ABMA 10-1989 金属球3

2.3 ISO 标准

ISO/IEC 17011 符合性评估——评审组织对符合性评估组织进行评审的一般要求4

ISO/IEC 17025 校准及试验能力的一般要求4

3. 术语及方程

3.1 定义

3.1.1 校准——通过与标准仪器显示的值或一组参考标准进行比较，确定重要参数的值。

3.1.2 检定——检查或测试以保证符合规范。

3.1.3 标准化——通过检定或校准使符合已知标准。

3.1.4 布氏硬度试验——是一种压痕硬度试验，使用经检定的设备，在特定的条件下，施力将压头（碳化物球，直径为D）压入将试验材料的表面。移除力之后，产生压痕的直径d 被测量。

3.1.5 布氏硬度数值——是一个数，该值与试验力除以压痕表面积获得的商成正比。压痕被看做球形，且被认为具有压球的直径。

2对于参考ASTM 标准，可访问ASTM 网站https://www.sodocs.net/doc/d211598736.html,或联系ASTM 客户服务

service@https://www.sodocs.net/doc/d211598736.html,。对于ASTM 标准年刊的卷宗信息，可在ASTM 网站上参考标准的文件摘要页。

3可从美国轴承制造协会（ABMA），2025M Street, NW, Suite 800, Washington, DC 20036,

https://www.sodocs.net/doc/d211598736.html, 处获得。

4可从美国国家标准组织（ANSI），25W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036,

https://www.sodocs.net/doc/d211598736.html, 处获得。

3.1.6 布氏硬度标尺——表示布氏硬度试验使用的压球直径及试验力的特定组合的一个代号。

3.1.7 布氏硬度试验机——用做一般试验目的的布氏硬度试验设备。

3.1.8 布氏硬度标准化试验机——用做对布氏硬度试进行块标准化的布氏硬度机。标准化试验机与常规布氏硬度试验机的区别是，前者的某些参数有更小的容差。

3.1.9 试验力-球直径平方的比率——试验力（kgf）除以压头直径（mm）平方的比值（见表1）。

表1 符号及名称

3.2 方程

3.2.1 布氏硬度由下式计算：

其中：

F kgf=试验力，单位为kgf，

D=压球直径，单位为mm，

d=压痕的测量平均直径，mm（见表1）。

3.2.2 布氏硬度机在每一硬度级别，在特定的检定状态下的操作重复性R，通过在标准化硬度块上n个压痕的直径测量值的范围估计而来，以作为性能检定的一部分，定义为：

R=d max - d min (2)

其中：

d max =最大测量压痕的平均直径

d min =最小测量压痕的平均直径

3.2.3 一组n个布氏硬度测量值H1、H2、…、Hn 的平均`H按下式计算：

3.2.4 布氏硬度机在每一硬度级别性能的误差E按下式计算：

其中：

`H（方程3）=作为性能检定的一部分，在标准化硬度块上得到的n个硬度值H1、H2、…、Hn的平均值

H STD=标准化硬度块认证的平均硬度值

3.2.5 压痕的平均直径按下式计算：

其中：

d1、d2、…、dn=测量的压痕直径，mm

n=直径测量值的数目。

3.2.6 一组压痕平均直径的平均值`d按下式计算：

其中：

d1、d2、…、dN=压痕平均直径，mm

N=压痕数量（见附件A4）

4. 意义及用途

4.1 布氏硬度试验是一种压痕硬度试验，能够提供金属材料的有用信息。该信息可以与金属材料的抗拉强度、耐磨抗力、延展性及其他物理特性联系，并可在质量控制及选材过程中发挥作用。

4.2 布氏硬度试验被视为对于商业交付的验收试验是满意的，为此，已经在工业领域广泛应用。

4.3 在零件特定区域进行的布氏硬度试验可能不能够代表整个零件或最终产品的物理特性。

5. 试验原则及设备

5.1 布氏硬度试验原则——布氏硬度试验通常包括两个步骤（见图1）。

5.1.1 步骤1——压头以垂直表面方向接触到试样，并施加试验力F。试验力按规定的保荷时间保荷，随后移除。

5.1.2 步骤2——应至少在互相垂直的两个方向测量压痕直径。布氏硬度值由测量直径的平均值得到。

5.2 布氏硬度试验设备——进行布氏硬度试验的设备，通常包括一台试验机，试验机能支撑试样并对与试样接触的压头施加压入力；以及一个按布氏硬度试验原则测量压痕平均直径的系统。试验设备的设计应能保证在施加力时，压头或试样不会发生晃动或水平运动。试验设备的设计应能保证对压头施加的力是平稳的，且没有冲击力。应有措施防止因系统惯性、液压系统过冲等造成的瞬时高试验力。

5.2.1 参见设备制造商说明书关于设备特性、限制及各自操作程序的描述。

5.2.2 砧座——是一个砧座或试样支撑块，应与被试验的试样相适应。所有砧座的基座面及支撑面应干净且无外来物。通常，仅在砧座不能支撑试验平面使其与压头垂直，或其被视为不安全时，砧座才需要被替换。

图1 试验原则

5.2.3 压头——布氏硬度压头应为碳化物球，有四种允许直径（1、2.5、5及10mm）。压头应符合附件A3规定的要求。

5.2.4 油污、灰尘或其他外来物不允许在压头上积聚，因为这些会影响试验结果。

5.2.5 测量装置——用做测量布氏压痕直径的测量装置，可以是硬度试验机的一部分或一个分离的独立装置。允许的测量装置被分为两个类型。A型装置包括具有某种类型指示器的移动测量线、或电子计算机测量系统、或图像分析系统的显微镜。B型装置是具有固定测量线的手持显微镜（通常为20×或40×）。

5.2.5.1 A型装置——A型装置的可接受最小分辨率在表2给出。

5.2.5.2 B型装置——B型装置的刻度线允许最大间距在表2中给出。B型装置不允许用来测量2.5mm及1mm压头形成的压痕。

表2 压痕测量装置的分辨率及刻度线间距

5.3检定——布氏硬度试验设备及压痕测量装置应按照附件A1进行周期性检定。

5.4 试块——满足附件A4要求的试块应被用来对试验设备按附件A1进行检定。

5.5 布氏硬度标尺——布氏硬度标尺为压头及试验力的组合。标准布氏硬度标尺及试验力在表3中给出，对应的试验力-球直径平方的比率（见表1）为1、1.25、2.5、5、10及30。布氏硬度值应按照这些标准标尺进行测定并报告。其他使用非标准试验力的标尺，可以在特定允许的情况下使用。其他标尺及相应试验力-球直径平方的比率（括号中）的例子有：HBW10/750(7.5)、HBW10/2000(20)、HBW10/2500(25)、HBW5/187.5(7.5)及HBW5/500(20)。

5.6 布氏硬度值的计算——布氏硬度值应按方程1使用压痕平均直径d来计算，或者使用从附录X1给出的值来计算。

5.6.1 布氏硬度值不能以一个单独的数值表示，因为有必要指出试验中使用的压头及试验力（见表3）。布氏硬度值之后应是符号HBW，并按以下顺序指出相关的试验条件：

5.6.1.1 压球直径，mm

5.6.1.2 代表试验力的值，kgf（见表3）

5.6.1.3 若试验力保荷时间不是10s-15s，还应指出保荷时间

5.6.2 上述要求的唯一例外是使用HBW10/3000标尺，且保荷时间是10s-15s。仅在这种情况下，布氏硬度标尺可以以HBW报告。

5.6.3 示例：

220HBW=以10mm压头，使用29.42kN(3000kgf)的试验力，保荷时间为10s-15s，得到的布氏硬度值为220。

350HBW 5/750=以5mm压头，使用7.355kN(750kgf)的试验力，保荷时间为10s-15s，得到的布氏硬度值为350。

600HBW 1/30/20=以1mm压头，使用294.2N(30kgf)的试验力，保荷时间为20s，得到

的布氏硬度值为600。

表3 试验条件及推荐的硬度范围

6. 试件

6.1 对于布氏硬度试样，没有标准的形状或尺寸。将在其上获得压痕的试样应符合以下要求：6.1.1 厚度——被试验试样的厚度应能保证试验力施加之后，试样压痕面的反面不会有凸起或其他变形出现。试样材料的厚度应至少是压痕深度h的10倍（见表4）。表4也可以作为层状材料的最小厚度参考，比如涂层。

注1——布氏硬度试验可以使用很高的试验力。在确定的试验条件下对高硬度的相对薄的材料或材料上的涂层进行试验，在负荷下试验材料有破裂或飞溅的潜在可能，会导致严重的人员损伤或设备损害。若试验在负荷下有潜在失败可能的试验，使用者应被警告以实施严

格的防护。若有担心或怀疑，不要对该材料进行试验。

6.1.2 宽度——最小宽度应符合压痕间距的要求。

6.1.3 精加工——需要时，施加压痕的表面应用锉刀锉、研磨、机加或使用研磨材料进行抛光使表面平整，以使压痕边缘能被清晰分辨保证直径的测量达到所需的精度。制样应按使试样表面硬度改变（例如，过热或冷作产生的）最小的方式进行。

表4 基于10倍压痕深度的最小试样厚度

7. 试验程序

7.1 压痕直径应是压球直径的24%-60%。上述范围的压痕直径近似布氏硬度值在表3给出。

注2——推荐低限是因为有损伤压头的风险，并且测量压痕困难。推荐上限是因为当压痕直径接近压头直径时灵敏度会降低。对于特定的试验，厚度及间距要求可以确定最大允许

直径。

注3——不强制要求布氏硬度试验符合表3的硬度标尺。但应意识到对于给定的材料，使用相同尺寸的压球但使用不同的试验力可能会得到不同的布氏硬度值。对于给定类别的材料，为得到连续标尺的值，使用单一力值以覆盖所有硬度范围可能是符合要求的。

7.2 对于硬度值超过650 HBW 10/3000的材料，不推荐使用布氏硬度试验。

7.3 仅在试验力-球直径平方的比率相同时（见表3），才可以对不同标尺得到的布氏硬度值进行直接比较。在相同的试验材料上进行布氏硬度试验，但是使用了不同的试验力-球直径平方的比率，会产生不同的布氏硬度值。

7.3.1 示例——HBW10/500标尺的试验结果通常会接近HBW5/125标尺的试验结果，因为其试验力-球直径平方的比率都是5。但是在同一试验材料上，160HBW10/500会约等于

180HBW10/3000，因为其试验力-球直径平方的比率不同（分别为5和10）。

7.4 日常检查——在进行硬度试验前，应按照附件A1对试验设备进行日常检查。硬度测量仅能在试块的校准表面进行。也推荐在每次试验力、砧座或压头改变之后，按照附件A1规定的日常检查方法来检查设备的操作。

7.5 压痕程序——布氏硬度试验应按以下进行：

7.5.1 使压头以垂直于试验表面的方向与试验表面接触，且无冲击、振动或过冲。压头力的方向与试样表面应垂直。

7.5.2 在1-8s内施加试验力。若被证明试验结果不会受到影响，也可以使用更小的试验力施加间隔时间。

7.5.3 除以下情况外，应保持全试验力10s-15s。

7.5.3.1 对于施加试验力后材料显示过多塑性的情况，可能需要特别考虑，因为压头会继续压入材料中。这些材料的试验可能需要使用比上述更长的试验力保荷时间，且应在产品规范中注明。若使用延长的保荷时间，保荷时间应被记录且和试验结果一起报告（见5.6.1）。7.5.4 在保荷时间结束时，迅速移除试验力，且无冲击或振动。

7.6 压痕测量

7.6.1 在两个互相垂直（成90°）的方向对压痕进行测量。也可以对压痕直径进行额外的测量。应使用测量值的算术平均数来计算布氏硬度值。

7.6.2 对于例行试验，若使用A型装置，压痕应被测量精确至测量装置的分辨率；若使用B 型装置，则应测量精确至刻度间距的一半。

7.6.3 在平整表面的试验，对于同一压痕最大测量直径与最小测量直径相差不能超过0.1mm，

除非在产品规范中另有规定，如各向异性晶粒组织相差可以到0.2mm。

7.6.4 在曲面进行的试验，该表面的曲率半径应至少为压头直径的2.5倍。在曲面上的压痕

可以是轻微椭圆而不是圆形。压痕的测量值应被认为是长轴与短轴的平均值。

7.7 压痕间距——两个相邻的压痕中心距离应至少是压痕平均直径的3倍。

7.7.1 任意压痕的中心到试样边缘的距离应至少是压痕平均直径的2.5倍。

7.8 进行布氏硬度试验的环境温度应为10-35℃（50-90℉）。布氏硬度试验者应注意试验材

料及硬度机的温度可能会影响试验结果。因此，使用者应保证试验温度不会对硬度测量值产生有害的影响。

8. 和其他硬度标尺或抗拉强度值的换算

8.1 没有通用方法能精确地将一种标尺的布氏硬度值换算为另一种标尺的布氏硬度值，或者换算为其他类型的硬度值，又或者是抗拉强度值。这样的换算最理想状态也仅是近似，因此换算应被避免，除非已有比较试验获得可信的近似换算关系。

注4——金属的标准硬度换算表E140，给出了规定材料如钢、奥氏体不锈钢、镍及高镍合金、弹壳黄铜、铜合金及合金化白口铸铁的近似换算值。

9. 报告

9.1 作为最小要求，试验报告应包括以下信息：

9.1.1 按照实践E29进行圆整到3位有效数字的试验布氏硬度结果`H，包括0。例如，225HBW、100HBW10/500、95.9HBW或9.10HBW5/62.5。

9.1.2 若不是使用3000kgf（29.42kN）试验力、10mm压头直径或10s-15s的保荷时间，还应注明试验条件(见5.6.1)。

9.1.3 若使用A型装置测量压痕直径，应注明使用的测量装置；若使用B型装置，不需要注明。

9.1.4 在环境温度超出10-35℃（50-95℉）时，除非已证明对试验结果无影响，还应注明环境温度。

10. 精度及偏差

10.1 该试验方法的精度是基于2006年进行的一项多实验室的E10试验方法研究。这代替了以前使用钢球压头的研究。八个实验室均试验了金属材料的布氏硬度。在总共7种具有不同硬度水平的不同材料进行了三次分析。每次分析都重复了三次。该研究的结果被编入ASTM 研究报告内5。

10.2 重复性——在同一个实验室获得的两个实验结果，若相差超过材料的r PB值则应被认为是不等效的；r PB间接代表在相同材料上、由相同操作者在同一天同一个实验室使用同一台设备获得的试验结果的临界差。

10.3 再现性——若两个试验结果相差超过材料的R PB值，则应被认为是不等效的；R PB值间接代表了在相同材料上，由不同操作者在不同实验室使用不同设备获得的实验结果的差异。

1.4 按照第10.2节及第10.3节声明进行的判断应该具有约95%正确的概率。

10.5 实验室间研究结果概要见表5。

10.6 偏差——在进行该研究时，没有可接受的参考材料以适于确定该试验方法的偏差，因此没有关于偏差的说明。

11. 关键词

11.1 布氏；硬度；机械试验；金属

表5 统计信息摘要

5支持数据已在ASTM 国际总部归档，且可以请求研究报告RR:E28-2013以获得。

附件

（强制性附件）

A1. 布氏硬度试验设备的检定

A1.1 范围

A1.1.1 附件A1规定了布氏硬度试验设备三种类型的检定程序：直接检定、间接检定及日常检定。

A1.1.2 直接检定是确认硬度试验设备的关键部件处在允差范围内的过程，其直接测量试验力、压痕测量系统及试验周期。

A1.1.3 间接检定是依靠标准化试块及压头，以周期性确认试验设备性能的过程。

A1.1.4 日常检定是在两个间接检定期间中，依靠标准化试块来监测试验设备性能的过程。A1.2 一般要求

A1.2.1 试验设备应按表A1.1的规定，在规定情况下按规定周期进行检定；或在出现可能影响试验设备性能的情况时也应进行检定。

A1.2.2 在检定区域的温度应使用精度至少为±2.0℃或±3.6℉的仪器进行测量。推荐在整个检定周期内对温度进行监控，记录并报告明显的温度变化。对于日常检定，检定区域的温度不需要测量。

表A1.1 布氏硬度试验设备的检定计划

A1.2.3 该附件要求的所有进行测量仪器应被校准，且当存在追溯系统时，应能追溯到国家标准，另有说明的除外。

A1.2.4 间接检定应在试验设备使用的地点进行。

A1.2.5 新制造的或改造的试验设备的直接检定可以在制造、改造、维修或者使用地点进行。注A1.1——推荐进行布氏硬度试验设备检定的校准机构，经过认证组织按照ISO17025（或等效标准）的认证，该认证组织经过了国际实验室认证组织（ILAC）按照ISO/IEC17011的操作要求被认可。

A1.3 直接检定

A1.3.1 试验设备的直接检定应在表A1.1规定的情况下进行。试验力、压痕测量系统及试验周期应按以下进行确认。

注A1.2——直接检定是确定布氏硬度试验设备误差来源的重要工具。推荐试验设备周期性地进行直接检定，以确定设备某个部件误差没有被其他部件的误差所抵消。

A1.3.2 试验力的检定——对于使用的每一布氏硬度标尺，相应的试验力应被测量。试验力应使用具有至少0.25%精度的A类弹力测量仪表进行测量，见规程E74的描述。

A1.3.2.1 每个力值进行三次测量。力值应在试验中施加时进行测量，若需要使测量装置获得精确的测量结果，可以延长保荷时间。

A1.3.2.2 每个试验力值F应精确到表3规定值的±1%。

A1.3.3 压痕测量系统的检定——用来确定压痕直径的测量装置应在工作范围内每隔五个进行检定，通过与精确刻度尺进行比较，如镜台测微计。用来确认A型及B型装置的镜台测微计精度至少为：对5mm及10mm压头试验为0.005mm，对2.5mm及1mm压头试验为0.001mm。

A1.3.3.1 对于A型装置，镜台测微计及测量装置在各自间隔的误差不应超过表2规定的对于使用压头尺寸的A型最小显示分辨率。

A1.3.3.2 对于B型装置，不可能确定的定量误差值。安放测量装置使测量装置的刻度线与镜台测微计的刻度线尽可能对其。若测量装置有刻度线不能实现，则至少使部分刻度线与镜台测微计相应的刻度线重合，之后应调整测量装置。

A1.3.4 试验周期的检定——试验设备应确认能够满足7.5节规定的试验周期允许偏差。试验周期的直接检定是由试验设备制造商在制造时进行确认，或在实验设备返回制造商进行维修时进行确认，或在怀疑试验周期有问题时进行确认。在其他情况下，推荐试验周期的检定作为直接检定的一部分，但是不是需要的。

A1.3.5 直接检定失败——若任何直接检定不满足规定的要求，试验设备在调整或维修前均不能使用。若调整或维修可能会影响试验力、压痕测量系统或试验周期，受影响的组件应再次进行直接检定。

A1.4 间接检定

A1.4.1 试验设备的间接检定应按照表A1.1规定的计划进行。间接检定可能需要比表A1.1

规定的更频繁，且应基于试验设备的使用。

A1.4.2 应对试验设备在下次间接检定前需使用的每个试验力及每个压头直径进行确认。使用未按表A1.1中给出计划进行确认的布氏硬度标尺的硬度试验不符合本标准。

A1.4.3 用来进行间接检定的标准硬度块应符合附件A4的要求。硬度试验只能在硬度块的校准面上进行。

注A1.3——适宜的标准硬度块不能够适合所有几何形状、材料或硬度范围已被公认。

A1.4.4 校准前状态——推荐对校准前状态进行评估，以作为间接检定的一部分。这对记录设备的历史性能很重要。该程序应由检定机构在任何清理、维护、调整或维修前进行。

A1.4.4.1 若对试验设备的校准前状态进行评估，评估应使用试验设备通常使用的压头进行。A1.4.4.2 对于每一经受间接检定的布氏硬度标尺，应使用一个或多个在正常试验范围内标准硬度块。

A1.4.4.3 对于每一标准硬度试验块，在试验面至少进行两次均匀分布的硬度试验。对于测量的每一标准硬度试验块，确定试验设备性能的重复性R及误差E（方程2及方程4）。

A1.4.4.4 重复性R及误差E应在表A1.2规定的公差范围内。若重复性R及误差E的计算值超出了规定误差，这是上一次间接检定后硬度试验应被怀疑的指示。

表A 1.2 试验设备的重复性及误差

A1.4.5 清理及维护——需要时，按照制造商的标准或说明对试验设备进行清理及周期维护。A1.4.6 间接检定程序——间接检定程序是为了确认将使用的所有布氏硬度标尺，其每一试验力均精确施加、每一压头尺寸均正确、及这些标尺产生的压痕尺寸范围被恰当地校准。这

通过在校准的试验块上进行布氏硬度试验来完成，校准在适合布氏硬度标尺上使用每一相应试验力及压球尺寸进行。

A1.4.6.1 硬度块的校准值及布氏硬度标尺应进行选择，以符合以下标准：

（1）对于将使用的每一试验力，至少对一个硬度块进行试验。

（2）对于将使用的每一压头尺寸，至少对两个硬度块进行试验，一个为低硬度级别，一个为高硬度级别。尽可能实际的，从商用硬度块范围内选择低硬度及高硬度级别。在使用相同压头尺寸确认超过一个布氏硬度标尺的情况下，在该布氏硬度标尺使用最高试验力及低硬度级别试块以产生最大压痕尺寸，并在该布氏硬度标尺使用最低试验力及高硬度级别试块以产生最小压痕尺寸。这两个极端的压痕尺寸可以确认测量装置的能力。试块不需要来自具有相同试验力-球直径比率的标尺。

（3）每一试块的校准布氏硬度标尺是将被确认标尺中的一种。

（4）在布氏硬度标尺应使用低硬度级别及高硬度级别的试块进行确认，但是商用的试块仅有一种硬度级别的情况下，使用这个试块进行间接检定，并按照A1.3.3对测量装置进行直接检定。

（5）对于需要确认的特定布氏硬度标尺没有商用试块时，应按照A1.3.2对该标尺需要的试验力值进行直接检定，并按A1.3.3对测量装置进行直接检定。

示例1——

一台试验设备需要对HBW10/3000及HBW5/750标尺进行确认。对于两个压头尺寸，每个至少需要两个试块来确认，总共是四个试块：一个是HBW10/3000标尺的低硬度级别、一个是HBW10/3000的高硬度级别、一个是HBW5/750标尺的低硬度级别、一个是HBW5/750的高硬度级别。注意两个试验力均需试验。

示例2——

一台试验设备需要对HBW10/3000、HBW10/1500及HBW10/1000标尺进行确认。每一试验力至少需要一个试块，总共是三个试块：一个是HBW10/3000标尺的低硬度级别、一个是HBW10/1000标尺的高硬度级别、一个是HBW10/1500标尺的任意硬度级别。最高试验力（29420N，3000kgf）标尺在低硬度级别试块上试验、最低试验力（9807N，1000kgf）标尺在高硬度级别试块上试验。中试验力（14710N，1500kgf）标尺可在高硬度或低硬度级别试块上试验。

示例3——

一台试验设备仅需要对HBW10/3000标尺进行确认。对于该确认至少需要两个试块：

一个是HBW10/3000标尺的低硬度级别、一个是HBW10/3000的高硬度级别。在这种情况下，尽管只有一个布氏硬度标尺需要确认，但却需要两个不同硬度级别的试块。

A1.4.6.2 在进行硬度试验的间接检定前，应测量两个标准压痕的直径（见4.5.6）以对测量

设备进行间接检定，标准压痕在将用作间接检定的标准硬度块上选取。确定每个标准硬度块上的标准压痕位置。两个将测量的标准压痕应是具有最小直径及最大直径的。对于A型装置，测量值应与认证值相差不超过0.5%。对于B型装置，10mm压头估计的测量值与认证

值相差不超过±0.02mm，5mm压头估计的测量值与认证值相差不超过±0.01mm。若任何差异超过规定值，测量设备应按照A1.3.3进行直接检定。作为测量标准压痕的选择，测量装

置也可以直接按照A1.3.3进行直接检定。

A1.4.6.3 试验设备应用使用者通常用做试验的压头进行确认。

A1.4.6.4 对于标准硬度块，使用5mm或10mm压头时应进行三次在试验面均匀分布的试验，而使用2.5mm或1mm压头时应进行五次。在将确认每一布氏硬度标尺的每一硬度级别，确定试验设备性能的重复性R及误差E（方程2及方程4）。重复性R及误差E应在表A1.2

规定的公差范围内。

A1.4.6.5 若使用使用者压头测量的误差E或重复性R超出规定公差，间接检定试验可以使

用另一个压头再次进行。

A1.4.6.6 只有在用使用者压头得到的试验设备测量重复性及误差符合规定公差时，间接检定才能通过。

A1.4.7 在两个间接检定周期内需要更换压头时，新的压头应经过确认以用于规定试验设备。使用者可以按照在A1.4.4给出的初始状态确认程序进行确认。

A1.5 日常检定

A1.5.1 日常检定被用做在间接检定间隔、由使用者对试验设备性能进行监测的工具。最少

要求是，对于每一将使用的布氏硬度标尺，日常检定应按照表A1.1给出的计划进行。

A1.5.2 日常检定程序——在进行日常检定使用的程序如下。

A1.5.2.1 对于每一将使用的布氏硬度标尺，在其使用前，应至少对一块满足附件A4要求的标准块进行试验。若硬度块是商用的，应选择与将被测量材料硬度值近似的硬度块硬度级别。A1.5.2.2 用于日常检定的压头应是通常用于试验的压头。

A1.5.2.3 在每个日常检定硬度块上进行至少两次硬度试验。试验应均匀分布在硬度块的表面。A1.5.2.4 对于每一测量的标准硬度块，确定试验设备性能的误差E（方程4）。若任何硬度

试验值与硬度块认证值之间的差异超过表A1.2给出的最大允许误差的容差，则也应确定重

复性R（方程2）。

A1.5.2.5 若每一硬度块误差E及重复性R（计算了的话）在表A1.2给出的公差范围内，则试验设备及相应压头可被认为性能符合要求。

A1.5.2.6 若任意硬度块的误差E及重复性R（计算了的话）超过规定的公差，日常检定可以使用不同的压头重复进行。若任意硬度块的误差E及重复性R再次超出规定的公差，应进行间接检定。当试验设备没有通过日常检定时，最后一次有效日常检定起的硬度试验可以被怀疑。

A1.5.2.7 若布氏硬度试验设备使用硬度块的日常检定没有通过，测量装置应通过测量标准硬度块的标准压痕进行确认（见A4.5.6）。测量值与认证值的差异应在A1.4.6.2给出的公差范围内。若差异超出范围，测量装置应按照A1.3.3进行直接检定。

注A 1.4——强烈推荐使用公认的统计过程控制技术对日常检定的结果进行记录，比如但不限于，X-棒（测量平均值）及R-图（测量范围），以及直方图。

A1.6 检定报告

A1.6.1 对于直接检定与间接检定，需要检定报告。对于日常检定，则不需要检定报告。

A1.6.2 检定报告应由进行检定的人员编制，在检定操作的结果可获取时应包括以下信息。A1.6.3 直接检定：

A1.6.3.1 引用本ASTM 试验方法。

A1.6.3.2 硬度试验设备的标识，包括序列号及型号。

A1.6.3.3 压痕测量设备的标识，包括序列号、型号及为A型装置还是B型装置。

A1.6.3.4 用来检定的所有装置（弹性检验装置）的标识，包括序列号、以及可追溯到的标准编号。

A1.6.3.5 以精度至少为1℃报告检定时的试验温度。对于日常检定，不需要记录检定区域的温度，除非温度超出了推荐限值或者对试验结果造成了影响。

A1.6.3.6 用来确定试验设备是否满足检定要求的单独测量值及计算结果。推荐将用来确定试验设备是否满足检定要求的计算结果的不确定性也一并报告。

A1.6.3.7 适用时，应描述对试验设备所做的调整及维护。

A1.6.3.8 检定日期，并给出检定机构或部门。

A1.6.3.9 进行检定操作的人员签名。

A1.6.4 间接检定：

A1.6.4.1 提及本ASTM 试验方法。

A1.6.4.2硬度试验设备的标识，包括序列号及型号。

A1.6.4.3 所有用做检定的装置（试块、压头等）标识，包括序列号、以及可追溯到的标准编号。

A1.6.4.4 以精度为1℃报告检定时的试验温度。

A1.6.4.5 检定的布氏硬度标尺。

A1.6.4.6用来确定试验设备是否满足检定要求的单独测量值及计算结果。若进行了校准前状态确认，则确定试验设备校准前状态的测量值也应被包括。推荐将用来确定试验设备是否满足检定要求的计算结果的不确定性也一并报告。

A1.6.4.7 适用时，应描述对试验设备所做的调整及维护。

A1.6.4.8 检定日期，并给出检定机构或部门。

A1.6.4.9 进行检定操作的人员签名。

A1.6.5 日常检定：

A1.6.5.1 不要求检定报告；但是，推荐保存日常检定的结果，包括检定日期、测量结果、硬度块的认证值、硬度块编号及进行检定的人员名字等（也见注A1.4）。这些记录可以评估硬度试验设备随时间的性能。

A2.布氏硬度标准化设备

A2.1 范围

A2.1.1 附件A2规定了布氏硬度标准化设备的性能、用途、周期检定及监控要求。布氏硬度标准化设备与布氏硬度试验设备不同，其在某些性能属性上具有更严格的公差，如使用的试验力及压痕测量装置。布氏硬度标准化设备用来对布氏硬度块进行标准化，如附件A4所述。A2.2 认证

A2.2.1 对布氏硬度标准化设备进行直接和/或间接检定的机构应由认证机构按照ISO17025（或等效标准）的要求进行认证，认证机构已按照ISO/IEC17011的要求通过国际实验室认证组织（ILAC）的认证。通过认证能对布氏硬度标准化设备进行检定的机构也可以对其自己的标准化设备进行检定。标准化实验室应有认证的证书/说明以标明认证中包括的检定类型（直接和/或间接）及布氏硬度标尺。

注A2.1——认证是该标准本版次的新要求。

A2.3 设备

A2.3.1 标准化设备应能满足第5节规定的用于布氏硬度试验的要求，且应符合以下额外要求。

A2.3.2 标准化设备应设计满足在检定时操作者能够选择每个力值，而无能力去调整远离检定时设定的值。

A2.3.3 测量装置——测量装置应是第5.2.5节规定的A型装置。用做测量压痕直径的显微镜或其他测量装置，其测微标尺分格应能够按照表A2.1规定的公差对直径进行估读。

A2.3.4 压头——应使用附件A3规定的压头。

A2.3.5 试验周期——标准化设备应有能力满足期望的试验周期参数值，该参数值还应能够符合表A2.2对试验周期每一部分规定的公差。

A2.4 实验室环境

A2.4.1 标准化设备应位于一个对温度及相对湿度进行控制的房间，且这些条件应符合表

A2.3规定的公差。温度及响度湿度测量仪表的精度在表A2.3中给出。

A2.4.2 在标准化前及整个标准化程序中，标准化实验室的温度及相对湿度均应被监控。

A2.4.3 在标准化前，标准化设备、压头及需标准块的试块必须在符合表A2.3公差要求的环境下保持至少1小时。

A2.4.4 在整个标准化过程中，标准化设备应避免任何可能影响测量的振动。

A2.5 标准化设备的检定

A2.5.1 标准化设备应按表A2.4规定的计划进行周期性的检定，或在环境发生可能影响标准化设备性能时进行检定。

注A2.2——周期性直接检定（每12个月）是该标准本版次的新要求。在本标准的以前版次中，直接检定仅用作对设备检定的间接检定（不再需要）的一种选择。

表A2.1 压痕测量设备的精度

表A2.2 试验周期要求

表2.3 标准化实验室环境要求

表A2.4 布氏硬度标准化设备检定计划

A2.5.2 在进行标准化的每天，标准化设备应经过监控检定，按照表A2.4给出的计划。

A2.5.3 本附件用做测量的所有装置应经过校准，除非另有说明，在存在追溯系统时应能追溯到国家标准。

A2.5.4 标准化设备应在其使用地点进行确认。

A2.6 直接检定程序

A2.6.1 按照A2.4给出的程序对标准化设备进行直接检定。

A2.6.2 进行清理及维护——需要时，应按照制造商的标准及说明在进行直接或间接检定前，

金属硬度检测方法

金属硬度检测方法 作者：张凤林 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。 金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。 各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各种试验方法的硬度计的原理、特点与应用。 1.布氏硬度计（GB/T231.1—2002） 1.1布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。 HB =F / S ……………… (1-1) =F / πDh ……………… (1-2) 式中： F ——试验力，N； S ——压痕表面积，mm； D ——球压头直径，mm； h ——压痕深度， mm； d ——压痕直径，mm。 1、2布氏硬度计的特点： 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10 mm直径球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。

金属材料硬度试验

实验一 金属材料的硬度实验 一、实验目的 1.了解布氏、洛氏硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及硬度数据的测试方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料局部表面在接触压力的任用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度值是材料性能的一个重要指标。试验方法简单、迅速，不需要专门的试样，同时保持试样的完整性，设备也比较简单。而且对大多数金属材料，可以硬度值估算出它的抗拉强度。因此在设计图纸的技术条件中大多规定材料的硬度值。检验材料或工艺是否合格有时也需用硬度。所以硬度试验在生产中广泛使用。 硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。压入法就是一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的硬度测试方法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。 三、布氏硬度（HB ） 布氏硬度用符号HB 表示。这种试验方法是把规定直径（10mm 、5mm 、2.5mm ）的硬质合金球以一定的试验力压入所测材料的表面（如图1-1所示），保持规定时间后，测量表面压痕直径（如图1-2所示），然后按下式计算硬度： ) (222d D D D P F P HBW --= = π 式中 HBW-表示用硬质合金球测试时的布氏硬度值； P-载荷（kgf ）；（1kgf ＝9.8N ） D-压头钢球直径（mm ）； d-压痕平均直径（mm ）；

F-压痕面积（mm2）； 式中只有d 是变数，故只需要测出压痕直径d ，根据已知D 和P 值就可以计算出HB 值。布氏硬度习惯上不标出单位。生产中已专门制定了平面布氏硬度值计算表见附录一，用读数显微镜测出压痕直径后，直接查表就可获得HB 硬度值。 图1-1 布氏硬度测量示意图 图1-2 用读数显微镜测量压痕直径 由于金属材料有软有硬，工件有厚有薄，有大有小，如果只采用同一种载荷和钢球直径时，就会出现对硬的材料合适，而对软的材料可能发生钢球陷入金属内部的现象；若对厚的材料合适，而对薄的材料又可能会出现压透的现象。因此为了得到统一的，可以相互比较的值，必须使P 和D 之间维持某一比值关系。这样对同一种材料而言，不论采用何种大小的载荷和钢球直径，只要能满 足2 D P ＝常数，所得的HB 值是同样的；则对不同的材料来说，所得的HB 值也是可以进行比较的。按照GB231－63规定，2 D P 比值有30、10和2.5三种。 具体试验数据的选择和使用范围可参考表1-1 由于硬度和强度都以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力，因而硬度和强度之间有一定的关系，其经验换算公式为：

金属硬度测试实验指导书讲解

北京理工大学珠海学院-工程材料及热处理实验 工程材料及热处理实验指导书 北京理工大学珠海学院机械与车辆学院 2012.10

实验一金属材料的硬度实验 一、实验目的 1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。 二、概述 金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外硬度与其他机械性能（如强度指标σ b及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系。所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。 测量硬度的方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。 压入法硬度试验的主要特点是： ①实验时应力状态最软，（即最大切应力远远大于最大正应力）因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。 ②金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系： σ b=K*HB 式中：σ b ——材料的抗拉强度值；HB——布氏硬度值K——系数 退火状态的碳钢K＝0.34~0.36 合金调质钢K＝0.33~0.35 有色金属合金K＝0.33~0.53 ③硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有一定的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。 ④硬度测量后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合 于成品检验。 ⑤设备简单，操作迅速方便。 三、布氏硬度 （一）布氏硬度试验的基本原理 布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求

常用金属材料热处理硬度

常用金属材料热处理规范 ┏━━━┳━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━┓┃┃临界点┃热处理规范┃硬度┃┃钢号┃┣━━━━┳━━━━━━━┳━━━━┫┃┃┃（℃）┃工序名称┃加热温度（℃）┃冷却方式┃HB HRC ┃┣━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━┫┃┃Ac1 735 ┃正火┃ 880- 930 ┃空冷┃HB≤156 ┃┃２０┃Ac3 855 ┃渗碳┃ 920- 950 ┃┃┃┃┃Ar3 835 ┃渗碳淬火┃ 860- 880 ┃水或油冷┃HRC＞56 ┃┃┃Ar1 680 ┃高温回火┃ 650- 680 ┃空冷┃芯部HB150 ┃┣━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━┫┃┃Ac1 724 ┃正火┃ 850- 890 ┃空冷┃HB≤185 ┃┃３５┃Ac3 802 ┃退火┃ 840- 890 ┃炉冷┃┃┃┃Ar3 774 ┃高温回火┃ 650- 680 ┃空冷┃┃┃┃Ar1 680 ┃淬火┃ 850- 890 ┃水冷┃HRC≥47 ┃┃┃┃回火┃ 500- 540 ┃空冷┃HB241-286 ┃┣━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━┫┃┃Ac1 724 ┃退火┃ 820- 840 ┃炉冷┃HB≤207 ┃┃４５┃Ac3 780 ┃正火┃ 830- 870 ┃空冷┃HB≤229 ┃┃┃Ar3 751 ┃高温回火┃ 650- 680 ┃空冷┃┃┃┃Ar1 682 ┃淬火┃ 820- 860 ┃水冷┃HRC50-60 ┃┃┃┃回火┃ 520- 560 ┃空冷┃HB228-286 ┃┣━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━┫┃┃Ac1 735 ┃正火┃ 900- 930 ┃空冷┃HB≤179 ┃┃┃Ac3 854 ┃高温回火┃ 659- 680 ┃空冷┃┃┃20Mn ┃Ar3 835 ┃┃┃┃┃┃┃Ar1 682 ┃┃┃┃┃┣━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━┫┃┃AC1 734 ┃退火┃ 830- 880 ┃炉冷┃┃┃35Mn ┃AC3 812 ┃正火┃ 850- 880 ┃空冷┃HB≤187 ┃┃┃Ar3 796 ┃高温回火┃ 650- 680 ┃空冷┃┃┃┃Ar1 675 ┃淬火┃ 850- 880 ┃水或油冷┃HRC50-55 ┃┃┃┃回火┃ 400- 500 ┃空冷┃HB302-332 ┃┗━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━━━━┻━━━━┻━━━━━┛┏━━━┳━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━┓┃┃临界点┃热处理规范┃硬度┃┃钢号┃┣━━━━┳━━━━━━━┳━━━━┫┃┃┃（℃）┃工序名称┃加热温度（℃）┃冷却方式┃HB HRC ┃┣━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━┫┃┃Ac1 726 ┃退火┃ 820- 850 ┃炉冷┃HB≤217 ┃┃45Mn ┃Ac3 790 ┃正火┃ 830- 860 ┃空冷┃┃┃┃Ar3 768 ┃高温回火┃ 650- 680 ┃空冷┃┃┃┃Ar1 689 ┃淬火┃ 810- 840 ┃水或油冷┃HRC54-60 ┃┃┃┃回火┃根据需要回火┃水或空冷┃┃┗━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━━━━┻━━━━┻━━━━━┛

最新金属材料硬度对照表

硬度知识 一、硬度简介： 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 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HV值(kgf/mm2)。 ############################################################################################# 注： 洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。 洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)；标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf)；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。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。但各种材料的换算关系并不一致。本站《硬度对照表》一文对钢的不同硬度值的换算给出了表格，请查阅。 ##############################################################################################

硬度测量实验报告

硬度测量实验报告 Prepared on 22 November 2020

硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法； 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法； 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1.硬度是表示材料性能的指标之一，通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体（金刚石压头或钢球）压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行，又无损于零件，因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有：洛氏硬度计，主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计，应用于黑色、有色金属材料检验，也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2.洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。 图：未加载荷，压头未接触试件时的位置。

2-1：压头在预载荷P0作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3：去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置，压头压入试样的深度为 h1。由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则洛氏硬度值为： 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D（mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根据 d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。测量范围为8~650HBW 由于金属材料有硬有软，被测工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一种标准的试验力F和压头直径D，就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。因此，在生产中进行布氏硬度试验时，要求能使用不同大小的试验力和压头直径，对于同一种材料采用不同的F和D进行试验时，能否得到同一的布氏硬度值，关键在于压痕几何形状的相似，即可建立F和D的某种选配关系，以保证布氏硬度的不变性。特点：一般来说，布氏硬度值越小，材料越软，其压痕直径越大；反之，布氏硬度值越大，材料越

金属材料硬度对照表

布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度（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。 1、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）。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。 2、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)。 3、洛式硬度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1.58mm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)。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。硬度试验是机械性能试验中最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。 金属材料硬度对照表 硬度试验是机械性能试验中最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。

ASTM E10-10 中文版 金属材料布氏硬度的标准试验方法

ASTM E10-10金属材料布氏硬度的标准试验方法本标准按固定的编号E10发布，紧随标记后的数字代表最初实施的年份，在经修订的情况下，代表最新修订本的年份。括号中的数字代表最近一次复审的年份，右上标(ε)表示自上次修订或复审以来所作的编辑上的修改。 本标准业经批准供美国国防部的机构使用。 1.范围 1.1本试验方法适用于通过布氏压痕硬度原理测定金属材料布氏硬度。本标准包括布氏硬度试验机的要求和布氏硬度试验执行程序。 1.2本标准包括以下四个附件的附加信息要求： 布氏硬度试验设备的检定附录A1 布氏硬度标准化设备附录A2 布氏硬度压头的标定附录A3 布氏硬度试验块的标定附录A4 1.3本标准包括布氏硬度试验相关的非强制性的附件信息： 布氏硬度数值表附件X1 确定布氏硬度不确定性程序的举例附录X2 1.4布氏硬度开始提出这个概念之时，力值水平采用千克-力（kgf）作为单位。尽管本标准规定力值采用SI国际体系单位（即牛顿N），但由于历史沿革和方便继续使用kgf单位等原因，本标准还采用kgf单位表示的数值作为参考信息，同时本标准的多数讨论所涉及的力值单位均为kgf单位。 1.5本标准并不涉及与使用本标准有关的所有安全问题，若有任何安全问题。在使用本标准以前，制定适当安全和健康操作规范并确定规定极限值的适用性，是本标准用户的职责。 2.引用文件 2.1ASTM标准 E29试验数据采用有效数字确定符合规范的标准方法 E74对用于验证试验机力值指示的测力仪进行校准的校准方法

E140布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、洛氏表面硬度、努氏硬度和肖氏硬度的材料硬度转换表 E384材料努氏和维氏硬度标准测试方法 2.2美国轴承供应商协会标准 ABMA10-1989金属压球 2.3ISO标准 ISO/IEC17011合格评定认可机构通用要求 ISO/IEC17025校准和试验执行通用要求 3.术语和等式 3.1定义 3.1.1校准—通过与仲裁设备或仲裁标准装置测定的数值相互比较，确定关键参数的数值。 3.1.2检定—进行检查或测试，以确保符合规范要求。 3.1.3标准化—通过检定或校准，使得与已知标准试块一致。 3.1.4布氏硬度试验—采用鉴定试验机施加力值到某一压头（直径为D的硬质合金压球），在规定的条件下，将压头压入材料表面，则该压痕硬度试验称为布氏硬度试验。力值移除之后，测量压痕直径d。 3.1.5布氏硬度数值—正比于与试验力除以凹痕曲面面积的商的数，假定凹痕是球形的，并具有该球的直径。 3.1.6布氏硬度刻度—用于识别用于执行布氏硬度试验的压头直径和施加力值特定组合的某一称号。 3.1.7布氏硬度试验机—普通试验用途用布氏硬度设备。 3.1.8布氏硬度标准化设备—用于布氏硬度试块标准化的布氏硬度设备。标准化设备与常规布氏硬度试验机不同，通常某些参数设置为较紧公差。 3.1.9力值-直径比率—该比率指试验力（单位为kgf）除以压头直径(单位为mm)的比值（见表1）。 3.2等式： 3.2.1布氏硬度数值计算公式如下：

金属材料硬度测试实验

实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406 报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。

硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为 注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8 。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm 的压头球。 （2）布氏硬度的特点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。 压痕面积大的一个优点就是它的硬度值能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能，而不会受到个别的组成相和微小相的影响，所以说，布氏硬度试验主要用于测定灰口铸铁，轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度；压痕较大的另外一个优点就是实验的数据稳定，重复性强。

常用硬度对照表

HRA HRC HRA HRC HRA HRC HRA HRC 186.670.0 10373178.555.0599*******.540.0377*******.0274286.669.5 10173278.254.55896236570.339.53728626627.5271386.669.0 9973377.954.0579*******.039.03678726327.0268486.668.5 9783477.753.55706435538.53628826026.5264586.668.0 9593577.453.0561*******.0351*******.0261686.667.5 9413677.152.55516634537.53529025425.5258786.667.0 9233776.952.05436734137.03479125125.0255886.666.5 9063876.651.55346833636.53429224824.5252986.666.0 8893950176.351.05256933236.03389324524.02491086.665.5 8724049476.150.55177032735.53339424223.52461186.665.0 8564148875.850.05097132335.03299524023.02431286.664.5 8404248175.549.55017231834.53249623722.52401386.664.0 8254347475.349.04937331434.03209723422.02371486.663.5 8104446875.048.54857431033.53169823221.52341586.663.0 7954546174.748.0478*******.0312*******.02311686.662.5 7804645574.547.54707630232.530810022720.52291786.662.0 7664744974.247.04637729832.030410122520.02261886.661.5 7524844273.946.54567829431.530010222219.52231986.661.0 7394943673.746.04497929131.029*********.02212086.660.5 7265043073.445.54438028730.529210421818.52182186.660.0 7135142473.245.0436*******.028*********.02162286.659.5 7005241872.944.54298228029.528510621417.52142386.659.0 6885341372.644.04238327629.028*********.02112486.658.5 6765440772.443.54178427328.52782586.658.0 6645540172.143.04112686.657.5 6535639671.842.54052786.657.0 6425739171.642.03992886.656.5 6315838571.341.53932986.656.0 6205938071.141.03883086.655.56096037570.840.5382 黑色金属材料 硬度值换算表 序号洛氏硬度 维氏硬度HV 布氏硬度HB 洛氏硬度维氏硬度HV 布氏硬度HB 维氏硬度HV 布氏硬度 HB 序号注: 1.布氏硬度:主要用来测定铸件、锻件、有色金属制件、热轧坯料及退火件的硬度,测定范围≯HB450。 2.洛氏硬度:HRA 主要用于高硬度试件,测定硬度高于HRC67以上的材料和表面硬度,如硬质合金、氮化钢等，测定范围HRA>70。HRC 主要用于钢制件(如碳钢、工具钢、合金钢等）淬火或回火后的硬度测定,测定范围HRC20~67。 3.维氏硬度:用来测定薄件和钢板制件的硬度,也可用来测定渗碳、氰化、氮化等表面硬化制件的硬度。序号序号洛氏硬度维氏硬度HV 布氏硬度HB 洛氏硬度

金属材料检测报告

金属材料检测报告 抗拉强度（tensilestrength） 试样拉断前承受的最大标称拉应力。 抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临 界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为RM，单位为MPA。 试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着 横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度或者强度极限（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为： σ=Fb/So 式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；So--试样原始横截面积，mm2。抗拉强度（Rm）指材料在拉断前承受最大应力值。 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变 形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈

缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。单位:kn/mm2(单位面积承受的公斤力) 抗拉强度：Tensilestrength. 抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度 目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定! 屈服强度（yieldstrength） 屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 yieldstrength，又称为屈服极限，常用符号δs，是材料屈服的临界应力值。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形，应变增大，使材料失效，不能正常使用。

实验一---材料的硬度测试

实验一---材料的硬度测试

实验一材料的硬度测试 一、实验目的 掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。 掌握显微镜硬度的测试方法及原理。 给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方 法。 二、实验原理 金属材料的硬度可以认为是金属材料表面 局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破 裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力，是表征材料性能的一个综合参量。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。 硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程 度的相对数量概念。 硬度的实验方法有十多种，基本可分为压入法和刻划法两大类。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等，它们只是一些不同的实验方法而已，没

有什么必然的内在关系。 压入法硬度实验有以下几方面的优点，导致它在生产和科研中的广泛应用： 1、硬度实验设备简单，操作迅速方便； 2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件，无须加工专门的试样，而且实验时一般不会破坏成品零件； 3、作为一种综合的性能参量，硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系，从一定程度上，可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。如：金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系：б =K*HB b —材料的抗拉强度；K—系数，取式中：б b 值见表一；HB—布氏硬度。 4、材料的硬度还与工艺性能之间有联系，可以作为评定材料工艺性能的参考； 5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和控制冷热加工质量。

金属材料硬度测试实验

金属材料硬度测试实验集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm

金属硬度对照表 AA金属材料对照表

金属硬度对照表AA金属材料对照表 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1. 金属硬度对照表( lirui43267 2008-08-10 18:43:17 提供资料) 查看详情>；>；>； 硬度试验是机械性能试验中最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 下面是本站根据由实验得到的经验公式制作的快速计算器，有一定的实用价值，但在要求数据比较精确时，仍需要通过试验测得 抗拉强度N/mm2 维氏硬度布氏硬度洛氏硬度 Rm HV HB 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 抗拉强度N/mm2 维氏硬度布氏硬度洛氏硬度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. 850 265 252 24.8 865 270 257 25.6 880 275 261 26.4 900 280 266 27.1

金属硬度标准

金属硬度标准 金属的硬度是指金属材料抵抗硬物压入的能力.常用的硬度指标有: 布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。 金属的强度是指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。常用的强度指标有：屈服强度、抗拉强度。 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。对于金属材料的硬度，至今在国内外还没有一个包括所有试验方法的统一而明确的定义。就已经标准化的、被国内外普通采用的金属硬度试验方法而言，金属材料硬度的定义是:材料抵抗另一较硬材料压入的能力。 由于各种硬度试验方法原理的不同，“硬度”本身是一个不确定的物理量。即:对于同一试样，用不同方法测定的硬度值各不相同。各种硬度反映的是在各自规定的试验条件下(不同的压头和不同的试验力)所表现的材料弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。 PHR系列洛氏硬度计体积小，重量轻，操作简单，使用方便，精度较高，价格低廉，可以快速测试，直接读取硬度值。这是一种面向车间，面向个人，人人可用，随处可用的仪器。这种仪器的出现改变了传统的硬度测试概念，硬度测试不再是麻烦的、耗时的、需要专业人员在实验室里完成的。其简单方便，如同使用千分尺一样。这种仪器的使用，对于金属制品、机械加工行业具有重要意义，各种中小尺寸的金属零件都可以测试，应用范围十分广阔。这种仪器非常适于在生产现场对成批加工的成品或半成品工件做逐件检测。它可用于生产现场、销售现场和材料仓库。 将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）按图所示，分两个步骤压入试样表面，保持规定时间后，卸除主试验力 F1 ，测量在初试验力 F0 作用下的残余压痕深度 h 。 根据 h 值及与标尺有关的常数 N 和 s ，用公式（ 1 ）计算洛氏硬度值： 洛氏硬度HR ………………（ 1 ） 对于标尺A、C、D，N=100，s=0.002；对于标尺B、E、F、G、H、K，N=130，s=0.002；对于标尺N、T，N=100，s=0.001。 每一洛氏硬度单位对应的压痕深度，洛氏硬度为0.002mm，表面洛氏硬度为 0.001mm。压痕越浅，硬度越高。 1—在初始试验力 F0 下的压入深度； 2—在总试验力 F0+F1 下的压入深度；3—去除主试验力 F1 后的弹性回复深度； 4—残余压入深度 h ； 5—试样表面； 6—测量基准面； 7—压头位置。 主要技术规格 硬度标尺： 洛氏—A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G 、 H 、 K 表面洛氏—15N 、 30N 、 45N 、 15T 、 30T 、 45T 加力方式： 直接加力 试验力： 洛氏—初试验力 10kg ，总试验力 60kg 、 100kg 、 150kg 表面洛氏—初试验力 3kg ，总试验力 15kg 、 30kg 、 45kg

金属材料硬度测试实验

金属材料硬度测试实验集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为 注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm的压头球。 （2）布氏硬度的特点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。