硬度的案例
硬度夠不夠，真的很重要.....
機械制造中所用的刀具、量具、模具等，都應具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命，今天小編就和您聊一聊「硬度」相關的話題。
硬度是衡量材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。通常，材料越硬，其耐磨性越好，比如齒輪等機械零部件會要求有一定的硬度，以保證足夠的耐磨性和使用壽命。
硬度的類型
硬度的種類
如上圖，硬度原來有這么多種類型...今天為您介紹一下金屬硬度中常見的、實用的壓痕硬度試驗。
硬度的定義
布氏硬度{Brinell Hardness}
布氏硬度（符號HB）試驗方法，在已成公認規格的硬度中，是最早被開發總結出來的一種方法，它促成了其他硬度試驗方法的出現。
布氏硬度試驗的原理為：壓頭(鋼球或硬質合金球、直徑Dmm)施加試驗力F，試樣打壓后，提升壓頭留下的凹部直徑d(mm)中計算出球壓頭與試樣的接觸面積S(mm2)，除試驗力而得出的值。壓頭為鋼球時的符號為HBS、硬質合金球時為HBW。k是常數(1/g= 1/9.80665 = 0.102)。
維氏硬度{Vickers Hardness}
維氏硬度（符號HV）是可以用任意試驗力進行試驗的應用范圍最為廣泛的試驗方法，特別在9.807N以下的微小硬度領域的應用非常多。
維氏硬度是將試驗力F(N)除以標準片與壓頭之間的接觸面積S(mm2)所得的值，該面積根據在試驗力F(N)下通過壓頭(四方錐金剛石，相對面角=136?)在標準片上形成的壓痕的對角線長度d(mm，兩個方向長度的平均值)計算。k為常數(1/g=1/9.80665)。
展開 有關材料硬度，你知道多少？
機械制造中所用的刀具、量具、模具等，都應具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命，今天小編就和您聊一聊「硬度」相關的話題。
硬度是衡量材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。通常，材料越硬，其耐磨性越好，比如齒輪等機械零部件會要求有一定的硬度，以保證足夠的耐磨性和使用壽命。
硬度的類型
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如上圖，硬度原來有這么多種類型...今天為您介紹一下金屬硬度中常見的、實用的壓痕硬度試驗。
硬度的定義
1、
布氏硬度/
Brinell Hardness
布氏硬度（符號HB）試驗方法，在已成公認規格的硬度中，是最早被開發總結出來的一種方法，它促成了其他硬度試驗方法的出現。
布氏硬度試驗的原理為：壓頭(鋼球或硬質合金球、直徑Dmm)施加試驗力F，試樣打壓后，提升壓頭留下的凹部直徑d(mm)中計算出球壓頭與試樣的接觸面積S(mm2)，除試驗力而得出的值。壓頭為鋼球時的符號為HBS、硬質合金球時為HBW。k是常數(1/g= 1/9.80665 = 0.102)。
展開 常用HV≈HB≈HRC硬度對照表，一目了然
硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量材料軟硬的指標。維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度對照表分享給你，快收藏起來吧！
常用HV=HB=HRC硬度對照表
本表數據來自德國標準DIN50150。
金屬材料的硬度
硬度
是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量材料軟硬的指標。
按測試方法的不同，硬度分為三種類型。
①劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒劃過，根據出現劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短。
②壓入硬度。主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續時間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種。
③回跳硬度。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲存（繼而釋放）應變能的多少（通過小錘的回跳高度測定）確定材料的硬度。
金屬材料最常見到的布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度屬于壓入硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時所引起的塑性變形的能力；回跳法（肖氏、里氏）測量硬度，硬度值代表金屬彈性變形功能的大小。
布氏硬度 Brinell Hardness
用直徑D的淬火鋼球或硬質合金球作壓頭，以相應的試驗力F壓入試件表面，經規定的保持時間后，卸除試驗力，得到一直徑為d的壓痕。用試驗力除以壓痕表面積，所得值即為布氏硬度值，符號用HBS或HBW表示。
HBS和HBW的區別是壓頭的不同。HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用于測定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。
展開 鑄鐵件出現白口，加工硬度高，該如何解決？
通常配料情況下，合格的生鐵、廢鋼和合金是不會出現問題的；主要還是看所使用的回爐料是否有硬度大的缺陷，如大量使用的是硬度很高的回爐料，布氏硬度達到HB250以上甚至HB280。即使產品的常規化學成分合格、熔煉質量也沒有問題，但卻造成產品的硬度高而鑄件綜合機械性能不合格。
2、冷卻條件原因
冷卻條件造成的硬度大的機理是，澆入鑄型的鐵水在急冷條件下，合金過冷度大，內部形核結晶能力強，石墨析出能力差、結晶時滲碳體含量多，凝固過程中，石墨析出不充分甚至造成非擴散性馬氏體相變；造成鑄件基體白口傾向大，出現產品硬度大。
出現該類缺陷主要是由于調整了砂的粗細、砂水份含量多、碾砂不均勻、造型后型腔硬度大使得透氣性不好，以及鑄型內刷水太多，鐵水在進入型腔時，揮發的水蒸氣無法及時通暢的排出，在型腔內對鐵水形成急冷或局部急冷造成。另外，鐵水的澆注溫度過低、鑄件在鑄型中的冷卻時間過短或落砂過早均是造成硬度大的主要原因。
3、熱處理原因
孕育件在進行熱處理時，鑄件堆放不好、溫度把握不良、退火時間不夠均會造成灰鐵件的硬度大。
孕育鑄鐵出現白口缺陷的解決措施
孕育處理的作用是促進石墨化，減少白口傾向，改善斷面均勻性，控制石墨形態，減少共晶石墨和共生鐵素體的形成，以獲得中等大小的A型石墨。適當增加共晶團數和促進細片狀珠光體的形成，改善鑄鐵的力學性能和其他性能。
展開 
常用HV≈HB≈HRC硬度對照表，一目了然
當硬度值小于20HRC時，因為壓頭的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時應改用HRB標尺；當試樣硬度大于67HRC時，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會大大縮短，因此一般應改用HRA標尺。
洛氏硬度試驗操作簡便、迅速、壓痕小，可測試成品表面及較硬、較薄的工件。因壓痕小，對于組織和硬度不均勻的材料，硬度值波動較大，準確性不如布氏硬度高。洛氏硬度用于測定鋼鐵、有色金屬、硬質合金等的硬度。
維氏硬度 Vickers Hardness
維氏硬度測量原理與布氏硬度相似。采用相對面夾角為136°金剛石正四棱錐壓頭，以規定的試驗力F壓入材料的表面，保持規定時間后卸除試驗力，用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值，標記符號為HV。
維氏硬度測量范圍大，可測量硬度為10~1000HV范圍的材料，壓痕小，一般用來測量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。
里氏硬度 Leeb Hardness
用一定質量的裝有碳化鎢球頭的沖擊體，在一定力的作用下沖擊試件表面，然后反彈。由于材料硬度不同，撞擊后的反彈速度也不同。在沖擊裝置上安裝有永磁材料，當沖擊體上下運動時，其外圍線圈便感應出與速度成正比的電磁信號，再通過電子線路轉換成里氏硬度值，符號標記為HL。
里氏硬度儀無需工作臺，其硬度傳感器小如一只筆，可用手直接操作，無論是大、重型工件還是幾何尺寸復雜的工件都能容易地檢測。
展開 模具硬度的檢測方法
當模具鋼塊的厚度大于150mm時，儀器的測試頭還可以取下來當作錘擊式布氏硬度計使用。它只要接觸鋼塊的一側就可以測試，可以測試任意大的模具鋼塊。測試精度遠高于現有的錘擊式布氏硬度計。
沈陽天星試驗儀器有限公司研制生產的PHR系列大型便攜式洛氏硬度計也可以用于模具鋼材的硬度檢測。供貨狀態的模具鋼硬度在187-285HBS之間，可以用洛氏硬度計的HRB及HRC標尺來測試。測試后經查表將洛氏硬度值換算成布氏硬度值，仍然具有相當高的精度。這種洛氏硬度計也是采用了一個C型架結構，C型架開口尺寸為200mm和500mm，模具鋼的厚度只要小于這個尺寸就可以測試，儀器測試精度可以達到1.0HRC，換算成布氏硬度的誤差大約是5-7HBW。
完成了機械加工的模具鋼材料要進行淬火回火處理，再經過精磨和拋光就可成為成品模具。淬火回火處理后的模具硬度檢測更為重要，因為這時的材料硬度是一個非常重要的質量指標，它在很大程度上決定了成品模具的使用壽命。淬火回火的模具鋼材料要求使用洛氏硬度計、測試HRC洛氏硬度。模具鋼成品需要具有足夠的硬度，同時還要有一定的韌性，而硬度和韌性是一對矛盾，為了在具有合理韌性的條件下，便模具具有較高的硬度，最佳的硬度值就會被限制在一個比較窄的范圍內，通常只有2-4個HRC單位。
成品、半成品模具的硬度測試是一個難于解決的問題。一直沒有一個較為理想的解決方案。只有少數體積和重量較小的模具可以搬到臺式洛氏硬度計上測試。而大多數情況下的通常做法是，在近似相同的工藝條件下制作一個工藝試片，用工藝試片的硬度代表模具的硬度，然而二者之間常常還存在較大的差異，這種方法也不夠理想。
里氏硬度計為成品、半成品模具的硬度測試提供了一個解決方案，可以通過測試模具的里氏硬度，然后換算成HRC洛氏硬度。
展開 一文全懂：硬度的定義、測試、選用及換算
機械制造中所用的刀具、量具、模具等，都應具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命，今天小編就和您聊一聊「硬度」相關的話題。
硬度是衡量材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。通常，材料越硬，其耐磨性越好，比如齒輪等機械零部件會要求有一定的硬度，以保證足夠的耐磨性和使用壽命。
硬度的類型
硬度的種類/點擊查看大圖
如上圖，硬度原來有這么多種類型...今天為您介紹一下金屬硬度中常見的、實用的壓痕硬度試驗。
硬度的定義
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布氏硬度
Brinell Hardness
布氏硬度（符號HB）試驗方法，在已成公認規格的硬度中，是最早被開發總結出來的一種方法，它促成了其他硬度試驗方法的出現。
布氏硬度試驗的原理為：壓頭(鋼球或硬質合金球、直徑Dmm)施加試驗力F，試樣打壓后，提升壓頭留下的凹部直徑d(mm)中計算出球壓頭與試樣的接觸面積S(mm2)，除試驗力而得出的值。壓頭為鋼球時的符號為HBS、硬質合金球時為HBW。k是常數(1/g= 1/9.80665 = 0.102)。
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維氏硬度
Vickers Hardness
維氏硬度（符號HV）是可以用任意試驗力進行試驗的應用范圍最為廣泛的試驗方法，特別在9.807N以下的微小硬度領域的應用非常多。
展開 金屬熱處理后的硬度檢測
硬化層深度還是要用維氏硬度計來檢測。檢測從工件表面到硬度降到50HRC那一點的距離。這就是有效硬化深度。
化學熱處理工件的表面硬度檢測與表面淬火熱處理工件的硬度檢測相近，都可以用維氏硬度計、表面洛氏硬度計或洛氏硬度計來檢測，只是滲氮厚的厚度較薄，一般不大于0.7MM，這時就不能再采用洛氏硬度計了。
洛氏、布氏、維氏、努氏硬度之間的換算公式及分析大全
2.洛氏硬度與維氏硬度的換算
(1)對Hans·Qvarnstorm提出的The Qvarnstorm換算公式
進行修正后得出洛氏硬度與維氏硬度的換算公式為：
此公式用我國公布的黑色金屬硬度標準數據進行換算，其HRC誤差基本上在±0.4 HRC 范圍內，其最大誤差也僅士0.9HRC，計算的HV誤差最大為±15HV。
(2)根據不同壓頭所受應力σHRC=σHV，通過對洛氏硬度與維氏硬度壓痕深度關系曲線的分析得出公式
本公式與國家標準實驗換算值對照,換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。
(3)根據實際的實驗數據利用線性回歸的方法對洛氏硬度與維氏硬度的換算進行探討，得出公式：
本公式使用范圍小，誤差較大，但計算簡便，在對精度要求不高時可以使用。
3.洛氏硬度與布氏硬度的換算
(1)對布氏壓痕和洛氏壓痕深度關系進行分析，根據壓頭的應力σHRC =σHB得出換算公式
計算結果與國家標準實驗值對照，換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。
(2)根據實際實驗數據用線性回歸法得到公式
公式誤差偏大，使用范圍偏小，但計算簡便，在對精度要求不高的情況下可以使用。
4.布氏硬度與維氏硬度的換算
布氏硬度與維氏硬度的關系，同樣根據σHB=σHV得出公式
此公式換算結果與國家標準換算值對照，換算誤差為±2HV。
5.努氏硬度與洛氏硬度的換算
因為努氏硬度與洛氏硬度的對應曲線類似于拋物線[7]，故由曲線得出近似的換算公式為
此公式比較精確，可以作為使用參考。
展開 剛度、強度、硬度三者在沖壓加工中的概念與區別
剛度、強度和硬度都是沖壓件材料的力學性能（或稱機械性能）指標。要知道剛度，強度和硬度的區別，首先就是需要知道三者的準確定義：
剛度——金屬材料在受力時抵抗彈性變形的能力.
強度——金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力.
硬度——金屬材料抵抗更硬的物體壓入其內的能力
沖壓材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強度。按外力作用的性質不同，主要有屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等，工程常用的是屈服強度和抗拉強度，這兩個強度指標可通過拉伸試驗測出。
強度是指沖壓件承受載荷后抵抗發生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。也就是說，強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。強度是機械零部件首先應滿足的基本要求。機械零件的強度一般可以分為靜強度、疲勞強度（彎曲疲勞和接觸疲勞等）、斷裂強度、沖擊強度、高溫和低溫強度、在腐蝕條件下的強度和蠕變、膠合強度等項目。強度的試驗研究是綜合性的研究，主要是通過其應力狀態來研究零部件的受力狀況以及預測破壞失效的條件和時機。
材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。試驗鋼鐵硬度的最普通方法是用銼刀在沖壓件邊緣上銼擦,由其表面所呈現的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法這種方法不太科學。用硬度試驗機來試驗比較準確,是現代試驗硬度常用的方法。常用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測試方法
硬度是衡量沖壓件材料軟硬程度的一項重要的性能指標，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。
展開 模具做得怪漂亮，硬度不足或硬度不均怎么辦？
模具熱處理硬度是非常重要的力學性能指標，硬度不合格是十分嚴重的缺陷。模具熱處理后，硬度不足或硬度不均，將使模具耐磨性及疲勞強度等性能降低，導致模具早起失效，嚴重降低模具的使用壽命。
1.產生原因
?。?）模具截面大，鋼材淬透性差，如大型模具選用了淬透性低的鋼種。
?。?）模具鋼原始組織中碳化物偏析嚴重或組織粗大，鋼中存在石墨碳和碳化物偏析、聚集。
?。?）模具鍛造工藝不正確，鍛造后未進行很好的球化退火，使模具鋼球化組織不良。
?。?）模具表面未除凈退火或淬火加熱時產生的脫碳層。
?。?）模具淬火溫度過高，淬火后殘留奧氏體量過多；或淬火溫度過低，加熱保溫時間不足，使模具鋼的相變不完全。
（6）模具淬火加熱后冷卻速度過慢，分級與等溫溫度過高或時間過長，淬火冷卻介質選擇不當。
?。?）堿浴水分過少，或淬火冷卻介質中含雜質過多，或淬火冷卻介質老化。
（8）模具淬火冷卻后出淬火冷卻介質時溫度過高，冷卻不足。
?。?）回火不充分及回火溫度過高等。
2.對策
?。?）正確選用模具鋼種，大型模具應選用淬透性高的高合金模具鋼。
?。?）加強原材料檢查，確保原材料符合標準。對不良原材料鋼材進行合理的鍛造，并進行球化退火處理，確保獲得良好的組織。碳素工具鋼不易多次退火，以防石墨化。
?。?）嚴格執行鍛造工藝和球化退火工藝，保證有良好的預備熱處理組織。
?。?）熱處理前，應徹底清除模具表面的銹斑和氧化皮，并注意加熱時的保護，盡量采用真空加熱淬火或保護氣氛加熱淬火，鹽浴加熱時應進行良好的脫氧處理。
?。?）正確制訂模具淬火加熱工藝參數，確保相變充分，以大于臨界冷卻速度的冷卻速度進行快速冷卻，以獲得合格的金相組織。
展開 
技術研究｜洛氏球壓痕硬度計測試異常分析與處理
測試結果有誤，根據數據先預計大概的問題原因，球壓痕硬度的計算公式因果關系明確，測試結果偏大首先確認測試結果的計算公式中包含的施加的負荷和壓入鋼球的表面積是否正常且穩定。在排除砝碼和壓頭的表面積沒問題后，根據標準中詳細的實際負荷計算公式進行逐一排查，找出問題并相對應進行調整。
2.由于洛氏硬度與球壓痕硬度是在一臺設備上進行測試，在調整球壓痕硬度的修正深度后也需要考慮到是否會對洛氏硬度的測試帶來一定的影響。通過標準中的數學關系公式同時確認洛氏-α硬度與球壓痕硬度的準確性。
展開 淺析FAG軸承熱處理分類及硬度檢測方法
熱處理工件的硬度使用硬度計檢測。PHR系列便攜式表面洛氏硬度計十分適用于檢測表面熱處理工件的硬度，可以測試有效化深度超過0.1mm的各種表面熱處理工件。操作簡單、使用方便、價格較低，可直接讀取硬度值。
表面熱處理分為兩大類，一類是表面淬火回火熱處理使用吸振或隔振裝置來減低FAG軸承噪聲或隔離FAG軸承噪聲，另一類是化學熱處理，其硬度檢驗方法如下：
化學熱處理是使工件表面滲入一種或幾種化學元素的原子，從而改變工件表面的化學成分、組織和性能。經淬火和低溫回火后，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度，而工件的芯部又具有高的強韌性。
化學熱處理工件的主要技術參數是硬化層深度和表面硬度。硬化層深度還是要用維氏硬度計來檢測。檢測從工件表面到硬度降到50HRC那一點的距離。這就是有效硬化深度
化學熱處理工件的表面硬度檢測與表面淬火熱處理工件的硬度檢測相近，滾動FAG軸承噪音一種是FAG軸承本身產生的都可以用維氏硬度計、表面洛氏硬度計或洛氏硬度計來檢測，只是滲氮厚的厚度較薄，一般不大于0.7mm，這時就不能再采用洛氏硬度計了。
零件如果局部硬度要求較高，可用感應加熱等方式進行局部淬火熱處理，這樣的零件通常要在圖紙上標出局部淬火熱處理的位置和局部硬度值。零件的硬度檢測要在指定區域內進行。硬度檢測儀器可采用洛氏硬度計，測試HRC硬度值，如熱處理硬化層較淺，可采用表面洛氏硬度計，測試HRN硬度值。
展開 【行業知識】多達11中常用的硬度測試，高級機械工程師估計也不知道
不常用的硬度標尺
以下的硬度測試方式是不常用的或是已經被其他方法所代替的：
? HM 馬頓斯硬度（壓痕測試裝置，之前用HU表示-通用硬度）
? H 球壓痕硬度
? HVT 改進的維氏硬度測試方法，深度測量
? HBT 改進的布氏硬度測試方法，深度測量
? BARCOL (巴克爾) – 壓痕硬度
常用HV≈HB≈HRC硬度對照表，一目了然
硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量材料軟硬的指標。維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度對照表分享給你，快收藏起來吧！
