2012 / 1 现代铸铁
R
m
=1 000-800Sc
（9）
HB=530-344Sc
（10）
由公式（9）和（10）可以得到：
R
m
=2.3HB-232.6
（11）
公式（11）也表示抗拉强度（R
m
）与硬度（HB）
呈线性相关。
表示抗拉强度（R
m
）与硬度（HB）线性相关的
公式还有：
R
m
（kgf）=（HB-82）/6
[8]
（12）
R
m
（kgf）=（HB-40）/6
[8]
（13）
R
m
≥196 MPa 时，
HB=RH（100+0.438R
m
）
[9~11]
（14）
R
m
＜196 MPa 时，
HB=RH（44+0.724R
m
）
[9~11]
（15）
注：
式中 RH 表示相对硬度，一般为 0.8~1.2。
R
m
=0.97HBS+42.85
[12]
（16）
（适于中频炉冶炼）
R
m
=2.11HB-167
[13]
（17）
R
m
=2.05HB-149.3
[13]
（18）
R
m
=2.5HB-175（误差±60 MPa）
[14]
（19）
公式（11）~（19）的共同特点是建立了抗拉强
度（R
m
）与硬度（HB）的线性关系。还有人将抗拉
强度与硬度、化学成分、CE 联系起来建立了如下
公式：
R
m
=258.3+1.27HB-67.3×w（C）-25×w（Si）-
31×w（P）
[15]
（20）
R
m
=263.4+1.3HB-65×w（C）-25.5×w（Si）-32×
w（P）
[13]
（21）
需要注意的是，公式（21）适用于抗拉强度在
150~250 MPa 之间的灰铸铁。
R
m
=3.31HB-0.52HB×CE+2.5
[13]
（22）
R
m
=3.08HBR-0.24HBR×CE-6.28
[13]
（23）
近年来，一些国家用抗拉强度和布氏硬度之
比 m=R
m
/HBS 来表达灰铸铁的切削性能指标，
这
一方式更为直接。m 值大，表示在强度高时，硬度
低，切削性能好。这些国家用 m 值作为内控标
准，根据不同牌号将 m 值控制在 1.0～1.4。
灰铸铁之所以除了强度以外对硬度的要求
越来越严格，是因为随着加工机床的数控化、精
密化、切削高速化，铸件硬度对机床的切削速度
和刀具磨损影响变得更加突出。因此，在灰铸铁
的内在质量中，力学性能仍以抗拉强度为指标，
铸造性能以共晶度为指标，加工性能以 HB 为指
标，
用成熟度、硬化度、品质系数来表示灰铸铁的
内在质量的优良程度。
2.2
球铁抗拉强度与硬度的关系
球铁是由球状石墨、珠光体、铁素体、碳化物
（一般含量极少）组成的多相复合材料，由于各组
分的相对含量、大小、形态以及分布不同，对球铁
的抗拉强度也会产生重要的影响。特别是球铁还
可以通过热处理（正火，等温淬火，淬火+回火等）
进行强韧化，因而球铁抗拉强度与硬度的关系较
复杂。
管野利猛
[14]
通过统计研究获得了球铁抗拉
强度与布氏硬度（100~300 HB）的线性关系：
R
m
=3.5HB-70（误差±60 MPa）
（24）
汽车工业在我国的迅猛发展带动了铸造业
的飞速向前。现在，用球铁制造汽车发动机曲轴
成了曲轴制造的主流。杨胜斌等
[16]
研究了球墨铸
铁曲轴硬度与抗拉强度的关系，并得到如下的回
归方程：
R
m
=3.249HB+20.571
（25）
（相关系数 R=0.6521）
3
结束语
由上述讨论可以清楚地看出，钢铁材料抗拉
强度和硬度之间呈正相关关系，在许多时候存在
线性关系。受化学成分和制造工艺（铸造、锻造、
轧制、热处理）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
生产条件固定的情况下，建立钢铁材料抗拉强度
与硬度之间的关系并用硬度来监控产品的生产
过程是一种简单而便捷的选择。
参 考 文 献
[1]屠世润，
赵志鹏，
吴明，等.硬度与抗拉强度的关系浅析[J].机械
工业标准化与质量，
2009，
（10）：31-34.
[2]GB/T1172-1999，
黑色金属硬度与强度换算值[S].
[3]杨玉民，
王忠，秦怀，等.碳钢铸件强度与硬度的关系[J].铸造，
2009，
58（3）：
287-289.
[4]江勤峰，
朱永华，
陈莉，
等.昆钢冷轧薄板 St13 抗拉强度与洛氏
硬度关系探讨[J].物理测试，2009，27（5）：1-4.
[5]余兆新，
谢灵扬.42CrMo 钢硬度与强度关系研究[J].装备制造，
2009，
（4）：140.
[6]陈冰川，
李光福，杨武.奥氏体不锈钢里氏硬度维氏硬度及强
检
测
技
术
Test and Measurement Technique
95