2012 / 1 现代铸铁

收稿日期：

2011－06－01

修定日期：

2011－09－26

作者简介：沈保罗（1945.4-），男，毕业于清华大学机械系金属材
料专业，四川大学教授，博士生导师，近年来一直从事凸轮轴铸

件的生产与新产品开发，

在国内外学术期刊发表论文 300 余篇。

钢铁材料抗拉强度与硬度关系综述

沈保罗，

李

莉，

岳昌林

（成都金顶凸轮轴铸造有限公司，

四川

郫县 611732）

摘要：讨论了钢铁材料的抗拉强度和硬度之间的关系。研究表明：钢铁材料的抗拉强度和硬度之间基本呈正相关关系，
也存在线性关系。受化学成分和制造工艺（铸造、锻造、轧制、热处理）不同的影响，钢铁材料抗拉强度和硬度之间的换算
关系存在着较大的分散性；

但是，

在一定的生产条件下，用硬度来监控产品质量是一种很好的选择。

关键词：

钢铁材料；

抗拉强度；

硬度

中图分类号：TG2

文献标识码：

文章编号：

1003－8345（2012）01－0093－04

DOI：

10.3969/j.issn.1003-8345.2012.01.018

Summarization of Relationship between Tensile Strength and Hardness of Iron-Steel Materials

SHEN Bao-luo，

LI Li，

YUE Chang-lin

（Chengdu Jinding Camshaft Casting Co. Ltd., Pixian 611732, China）

Abstract: The relationship between tensile strength values and hardness values of iron -steel materials was summarized.

Statistics showed that the tensile strength values of most iron -steel materials were directly and linearly related to their

hardness values. However, due to the influences of chemical composition and manufacturing process （e.g. casting, forging,

rolling, heat treating, etc）there was quite big dispersion existing in the conversion relationship between tensile strength values

and hardness values of iron -steel materials. Therefore, the possibility of using the hardness test to control castings quality

would depend on the stability of the production conditions.

Key words: iron and steel; tensile strength; hardness

硬度和抗拉强度是机械零部件产品检验中

最常用的两个力学性能指标。强度性能在很大程
度上决定着材料的使用价值，抗拉强度则往往在

机械零件设计中被作为评估其承载能力的主要

参数。由于硬度检测方法简便、迅速又不破坏零
件，在有些情况下可以通过测定硬度并利用硬

度—强度间的换算关系来检查和判断零件的强
度性能，所以找出硬度和抗拉强度之间确定的关

系具有很重要的现实意义，也是人们很久以来都

在努力追求的目标。

屠世润等人依据材料力学性能的基本原理

阐明

[1]

：抗拉强度是通过单向拉伸试验求出的材

料强度性能指标，常用的维氏硬度、布氏硬度和
洛氏硬度试验都是压入式硬度试验。硬度和抗拉

强度都是材料在外力作用下抵抗变形和破坏能

力的反映。硬度试验与拉伸试验的不同在于应力
状态，即应力状态“ 软性系数 ”a 值不同。 a =
t/s，

其中 t 为最大切应力、s 为最大正应力。单向

拉伸试验的 a 值等于 0.5，试验时材料先产生弹
性变形，到屈服后（即应力超过屈服点）产生塑性

变形，最后在正应力超过断裂强度时发生正断式

延性断裂；而在压入式硬度试验时 a>2，属于极
软性的应力状态。试验时也是材料先发生弹性变
形，屈服后发生塑性变形，若适当控制压入负荷，

材料只会发生弹性变形和比单向拉伸大得多的

塑性变形而不发生切断。正是由于压入式硬度试
验与单向拉伸之间存在着上述类似点，因此硬度

值与强度值之间也存在着一定的关系。但是这两
种试验毕竟还是不同类型的试验，且应力状态的

软性系数也不同，所以它们之间的关系也不会是

一种简单的线性关系，而且它们受材料的各种因

素的影响也会不一样。

检
测
技
术

Test and Measurement Technique