洛氏硬度、布氏硬度等硬度對照表和換算方法
文/鳳巢
一、硬度簡介：
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
1. 布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
2. 洛氏硬度(HR)
當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：
• HRA： 是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。
• HRB： 是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
• HRC： 是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
3. 維氏硬度(HV)
以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度HV值(kgf/mm2)。
注： 洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準，稱為標尺A、標尺B、標尺C。 洛氏硬度試驗是現今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，最后根據壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N(合100kgf)；而標尺C使用與標尺A相同的球錐菱形作為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟的材料，而標尺C適用較硬的材料。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。但各種材料的換算關系并不一致。
二、硬度對照表：
根據德國標準DIN50150,以下是常用范圍的鋼材抗拉強度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照表。
抗拉強度
Rm
N/mm2 |
維氏硬度
HV |
布氏硬度
HB |
洛氏硬度
HRC |
1030 |
320 |
304 |
32.2 |
1060 |
330 |
314 |
33.3 |
1095 |
340 |
323 |
34.4 |
1125 |
350 |
333 |
35.5 |
1115 |
360 |
342 |
36.6 |
1190 |
370 |
352 |
37.7 |
1220 |
380 |
361 |
38.8 |
1255 |
390 |
371 |
39.8 |
1290 |
400 |
380 |
40.8 |
1320 |
410 |
390 |
41.8 |
1350 |
420 |
399 |
42.7 |
1385 |
430 |
409 |
43.6 |
1420 |
440 |
418 |
44.5 |
1455 |
450 |
428 |
45.3 |
1485 |
460 |
437 |
46.1 |
1520 |
470 |
447 |
46.9 |
1555 |
480 |
(456) |
47.7 |
1595 |
490 |
(466) |
48.4 |
1630 |
500 |
(475) |
49.1 |
1665 |
510 |
(485) |
49.8 |
1700 |
520 |
(494) |
50.5 |
1740 |
530 |
(504) |
51.1 |
1775 |
540 |
(513) |
51.7 |
1810 |
550 |
(523) |
52.3 |
1845 |
560 |
(532) |
53.0 |
1880 |
570 |
(542) |
53.6 |
1920 |
580 |
(551) |
54.1 |
1955 |
590 |
(561) |
54.7 |
1995 |
600 |
(570) |
55.2 |
2030 |
610 |
(580) |
55.7 |
2070 |
620 |
(589) |
56.3 |
2105 |
630 |
(599) |
56.8 |
2145 |
640 |
(608) |
57.3 |
2180 |
650 |
(618) |
57.8 |
|
660 |
|
58.3 |
|
670 |
|
58.8 |
|
680 |
|
59.2 |
|
690 |
|
59.7 |
|
700 |
|
60.1 |
|
720 |
|
61.0 |
|
740 |
|
61.8 |
|
760 |
|
62.5 |
|
780 |
|
63.3 |
|
800 |
|
64.0 |
|
820 |
|
64.7 |
|
840 |
|
65.3 |
|
860 |
|
65.9 |
|
880 |
|
66.4 |
|
900 |
|
67.0 |
|
920 |
|
67.5 |
|
940 |
|
68.0 |
抗拉強度
Rm
N/mm2 |
維氏硬度
HV |
布氏硬度
HB |
洛氏硬度
HRC |
1030 |
320 |
304 |
32.2 |
1060 |
330 |
314 |
33.3 |
1095 |
340 |
323 |
34.4 |
1125 |
350 |
333 |
35.5 |
1115 |
360 |
342 |
36.6 |
1190 |
370 |
352 |
37.7 |
1220 |
380 |
361 |
38.8 |
1255 |
390 |
371 |
39.8 |
1290 |
400 |
380 |
40.8 |
1320 |
410 |
390 |
41.8 |
1350 |
420 |
399 |
42.7 |
1385 |
430 |
409 |
43.6 |
1420 |
440 |
418 |
44.5 |
1455 |
450 |
428 |
45.3 |
1485 |
460 |
437 |
46.1 |
1520 |
470 |
447 |
46.9 |
1555 |
480 |
(456) |
47.7 |
1595 |
490 |
(466) |
48.4 |
1630 |
500 |
(475) |
49.1 |
1665 |
510 |
(485) |
49.8 |
1700 |
520 |
(494) |
50.5 |
1740 |
530 |
(504) |
51.1 |
1775 |
540 |
(513) |
51.7 |
1810 |
550 |
(523) |
52.3 |
1845 |
560 |
(532) |
53.0 |
1880 |
570 |
(542) |
53.6 |
1920 |
580 |
(551) |
54.1 |
1955 |
590 |
(561) |
54.7 |
1995 |
600 |
(570) |
55.2 |
2030 |
610 |
(580) |
55.7 |
2070 |
620 |
(589) |
56.3 |
2105 |
630 |
(599) |
56.8 |
2145 |
640 |
(608) |
57.3 |
2180 |
650 |
(618) |
57.8 |
|
660 |
|
58.3 |
|
670 |
|
58.8 |
|
680 |
|
59.2 |
|
690 |
|
59.7 |
|
700 |
|
60.1 |
|
720 |
|
61.0 |
|
740 |
|
61.8 |
|
760 |
|
62.5 |
|
780 |
|
63.3 |
|
800 |
|
64.0 |
|
820 |
|
64.7 |
|
840 |
|
65.3 |
|
860 |
|
65.9 |
|
880 |
|
66.4 |
|
900 |
|
67.0 |
|
920 |
|
67.5 |
|
940 |
|
68.0 |
硬度試驗是機械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗，生產上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關系。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。
三、硬度換算公式
1. 肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12
2. 肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
3. 勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)
4. 洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3
硬度測定范圍:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300
硬度換算表 |
HV |
HRC |
HBS |
|
HV |
HRC |
HBS |
|
HV |
HRC |
HBS |
940 |
68 |
|
560 |
53 |
|
300 |
29.8 |
284 |
920 |
67.5 |
|
550 |
52.3 |
505 |
295 |
29.2 |
280 |
900 |
67 |
|
540 |
51.7 |
496 |
290 |
28.5 |
275 |
880 |
66.4 |
|
530 |
51.1 |
488 |
285 |
27.8 |
270 |
860 |
65.9 |
|
520 |
50.5 |
480 |
280 |
27.1 |
265 |
840 |
65.3 |
|
510 |
49.8 |
473 |
275 |
26.4 |
261 |
820 |
64.7 |
|
500 |
49.1 |
465 |
270 |
25.6 |
256 |
800 |
64 |
|
490 |
48.4 |
456 |
265 |
24.8 |
252 |
780 |
63.3 |
|
480 |
47.7 |
448 |
260 |
24 |
247 |
760 |
62.5 |
|
470 |
46.9 |
441 |
255 |
23.1 |
243 |
740 |
61.8 |
|
460 |
46.1 |
433 |
250 |
22.2 |
238 |
720 |
61 |
|
450 |
45.3 |
425 |
245 |
21.3 |
233 |
700 |
60.1 |
|
440 |
44.5 |
415 |
240 |
20.3 |
228 |
690 |
59.7 |
|
430 |
43.6 |
405 |
230 |
18 |
|
680 |
59.2 |
|
420 |
42.7 |
397 |
220 |
15.7 |
|
670 |
58.8 |
|
410 |
41.8 |
388 |
210 |
13.4 |
|
660 |
58.3 |
|
400 |
40.8 |
379 |
200 |
11 |
|
650 |
57.8 |
|
390 |
39.8 |
369 |
190 |
8.5 |
|
640 |
57.3 |
|
380 |
38.8 |
360 |
180 |
6 |
|
630 |
56.8 |
|
370 |
37.7 |
350 |
170 |
3 |
|
620 |
56.3 |
|
360 |
36.6 |
341 |
160 |
0 |
|
610 |
55.7 |
|
350 |
35.5 |
331 |
|
|
|
600 |
55.2 |
|
340 |
34.4 |
322 |
|
|
|
590 |
54.7 |
|
330 |
33.3 |
313 |
|
|
|
580 |
54.1 |
|
320 |
32.2 |
303 |
|
|
|
570 |
53.6 |
|
310 |
31 |
294 |
|
|
|
附錄G 鋼的硬度值換算（續）
表1 鋼的維氏硬度（HV）與其他硬度和強度的近似換算值a（續）
維
氏
硬
度 |
布氏硬度
10－mm鋼球
3000－kg負荷b |
洛氏硬度b |
表面洛氏硬度
表面金剛石圓錐壓頭 |
肖
氏
硬
度 |
抗拉強度
（近似值）
Mpa
(1000psi) |
維
氏
硬
度 |
標準
鋼球 |
鎢－硬質
合金鋼球 |
A. 標尺
60-kg負荷
金剛圓錐壓頭 |
標尺
100-kg負荷
金剛圓錐壓頭 |
標尺
100-kg負荷
金剛圓錐壓頭 |
標尺
100-kg負荷
金剛圓錐壓頭 |
15-N
標尺
15－kg
負荷 |
30-N
標尺
30－kg
負荷 |
45-N
標尺
45-kg
負荷 |
HV |
HBS |
HBW |
HRA |
HRB |
HRC |
HRD |
HR15N |
HR30N |
HR45N |
HS |
σb |
HV |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
370
360
350
340
330
320
310
300
295
290
285
280
275
270
265
260
255
250
245
240
230
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
95
90
85 |
350
341
331
322
313
303
294
284
280
275
270
265
261
256
252
247
243
238
233
228
219
209
200
190
181
171
162
152
143
133
124
114
105
95
90
86
81 |
350
341
331
322
313
303
294
284
280
275
270
265
261
256
252
247
243
238
233
228
219
209
200
190
181
171
162
152
143
133
124
114
105
95
90
86
81 |
69.2
68.7
68.1
67.6
67.0
66.4
65.8
65.2
65.8
64.5
64.2
63.8
63.5
63.1
62.7
62.4
62.0
61.6
61.2
60.7
－
－
－
－
－
－
－
－
－
—
—
－
－
－
－
－
－ |
－
(109.0)
－
(108.0)
－
(107.0)
－
(105.5)
－
(104.5)
－
(103.5)
－
(102.0)
－
(101.0)
－
99.5
－
98.1
96.7
95.0
93.4
91.5
89.5
87.1
85.0
81.7
78.7
75.0
71.2
66.7
62.3
56.2
52.0
48.0
41.0 |
37.7
36.6
35.5
34.4
33.3
32.3
31.0
29.8
29.2
28.5
27.8
27.1
26.4
25.6
24.8
24.0
23.1
22.2
21.3
20.3
(18.0)
(15.7)
(13.4)
(11.0)
(8.5)
(6.0)
(3.0)
(0.0)
－
－
－
－
－
－
－
－
－ |
53.6
52.8
51.9
51.1
50.2
49.4
48.4
47.5
47.1
46.5
46.0
45.3
44.9
44.3
43.7
43.1
42.2
41.7
41.1
40.3
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－ |
79.2
78.6
78.0
77.4
76.8
76.2
75.6
74.9
74.6
74.2
73.8
73.4
73.0
72.6
72.1
71.6
71.1
70.6
70.1
69.6
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－ |
57.4
56.4
55.4
54.4
53.6
52.3
51.3
50.2
49.7
49.0
48.4
47.8
47.2
46.4
45.7
45.0
44.2
43.4
42.5
41.7
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－ |
40.4
39.1
37.8
36.5
35.2
33.9
32.5
31.1
30.4
29.5
28.7
27.9
27.1
26.2
25.2
24.3
23.2
22.2
21.1
19.9
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－ |
－
50
－
47
－
45
－
42
－
41
－
40
－
38
－
37
－36
－
34
33
32
30
29
28
26
25
24
22
21
20
－
－
－
－
－
－ |
1170(170)
1130(164)
1095(159)
1070(155)
1035(150)
1005(146)
980(142)
950(138)
935(136)
915(133)
905(131)
890(129)
875(127)
855(124)
840(122)
825(120)
805(117)
795(115)
780(113)
765(111)
730(106)
695(101)
670(97)
635(92)
605(88)
580(84)
545(79)
515(75)
490(71)
455(66)
425(62)
390(57)
－
－
－
－
－ |
370
360
350
340
330
320
310
300
295
290
285
280
275
270
265
260
255
250
245
240
230
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
95
90
85 |
a）在本表中用黑體字表示的值與按ASTM－E140表1的硬度轉換值一致，由相應的SAE－ASM－ASTM聯合會列出的。
b）括號里的數值是超出范圍的，只是提供參考。
利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度
在生產現場，由于受檢測儀器的限制，經常使用布氏硬度計測量大型淬火件的硬度。如果想知道該工件的洛氏硬度值，通常的方法是，先測量出布氏硬度值，然后根據換算表，查出相對應的洛氏硬度值，這種方式顯然有些繁瑣。那么，能否根據布氏硬度計的壓痕直徑，直接計算出工件的洛氏硬度值呢？答案當然是肯定的。根據布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單且容易記住的經驗公式：HRC =（479-100D）/4，其中D為Φ10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5 ～ -1范圍內，該公式在現場用起來十分方便，您不妨試一試。 |
