钢的硬度知识

 

布氏硬度

用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（ F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，
测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以 HBS（钢球）
表示，单位为 N/mm2(MPa)  

。

其计算公式为：F/π(d/2)2 
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N  

；

D--试验用钢球直径，mm

 

；

d--压痕平均直径，mm

 

。

测定布氏硬度较准确可靠，但一般 HBS 只适用于 450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢
或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径 d 来表示该材料的硬度，既

 

直观，又方便。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢，采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。

 

布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测，由于压痕较大，一般不用于成品检测。
举例：120HBS10/1000/30：表示用直径 10mm 钢球在 1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持 30s
（秒）测得的布氏硬度值为 120N/ mm2（MPa

 

）。

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)  

。

 

洛氏硬度

洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有 9 种组合，对应于洛氏硬度的 9 个标尺。这 9 个标
尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。最常用标尺是 HRC、HRB 和 HRF，其中 HRC 标尺用于测

试

淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢

。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。HRB 标尺用于

测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。HRF 标尺用于测试纯铜、较软的铜合金和硬
铝合金。HRA 标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一般只限于测试硬质合金和薄硬钢带

 

材料。
表面洛氏硬度试验采用三种试验力，两种压头，它们有 6 种组合，对应于表面洛氏硬度的 6 个标尺。表
面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充，在采用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，
表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时，就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压
头，采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力，就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果。表
面洛氏硬度的 N 标尺适用于类似洛氏硬度的 HRC、HRA 和 HRD 测试的材料；T 标尺适用于类似洛氏硬
度的 HRB、HRF 和 HRG

 

测试的材料。

HRC 标尺的使用范围是 20~70HRC，当硬度值小于 20HRC 时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度
下降，这时应改用 HRB 标尺。尽管 HRC 标尺被规定的上限值为 70HRC，但是当试样硬度大于 67HRC
时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，因此一般应改用 HRA

 

标尺。

HRA 标尺的使用范围是 20-88HRA，由美国标准 ASTM E140

 

可以获得以下换算关系：

27HRA≈30HRB 

60HRA≈100HRB≈20HRC 

85.6HRA≈68HRC 
可见，HRA 标尺的测试范围涵盖了从软钢（HRB）、硬钢（HRC）到硬质合金的硬度范围。然而，事实
上 HRA 标尺很少用于测试软钢，主要用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。在硬质合金方面，由