硬度

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金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,，稱為硬度,。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度,、洛氏硬度,、維氏硬度、肖氏硬度,、顯微硬度和高溫硬度等,。對于管材一般常用的有布氏、洛氏,、維氏硬度三種,。
7 T, g3 m2 W* G7 KA、布氏硬度（HB）
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,，以規(guī)定的試驗力（F）壓入式樣表面,，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）,。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商,。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2(MPa),。
其計算公式為：
式中：F--壓入金屬試樣表面的試驗力,，N；
% z* ~. O' ^/ _; l& H7 ]$ e7 g5 QD--試驗用鋼球直徑,，mm,；
! l% B/ Z3 E9 R/ z$ B3 d1 i6 jd--壓痕平均直徑，mm,。
測定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠,，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用,。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度,，既直觀,，又方便。
' A( G; G1 Q$ A6 K) k. r6 u: T- `舉例：120HBS10/1000130：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf（9.807KN）試驗力作用下,，保持30s（秒）測得的布氏硬度值為120N/ mm2（MPa）,。
/ x. X, Z2 I- M) |! P' w" ?B,、洛氏硬度（HK）
洛氏硬度試驗同布氏硬度試驗一樣，都是壓痕試驗方法,。不同的是,，它是測量壓痕的深度。即,，在初邕試驗力（Fo）及總試驗力（F）的先后作用下,，將壓頭（金鋼廠圓錐體或鋼球）壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后,，卸除主試驗力,，用測量的殘余壓痕深度增量（e）計算硬度值。其值是個無名數(shù),，以符號HR表示,，所用標(biāo)尺有A、B,、C,、D、E,、F,、G、H,、K等9個標(biāo)尺,。其中常用于鋼材硬度試驗的標(biāo)尺一般為A、B,、C,，即HRA、HRB,、HRC,。
/ P9 J2 K+ O7 o1 p+ ]硬度值用下式計算：
當(dāng)用A和C標(biāo)尺試驗時，HR=100-e
# N# I) s$ i( j5 v; X; Y0 R當(dāng)用B標(biāo)尺試驗時,，HR=130-e
+ [# y8 R9 B- x式中e--殘余壓痕深度增量,，其什系以規(guī)定單位0.002mm表示，即當(dāng)壓頭軸向位移一個單位（0.002mm）時,，即相當(dāng)于洛氏硬度變化一個數(shù),。e值愈大，金屬的硬度愈低,，反之則硬度愈高,。
; [0 E% S  M: Y1 C上述三個標(biāo)尺適用范圍如下：
HRA（金剛石圓錐壓頭）20-88
HRC（金剛石圓錐壓頭）20-70
HRB（直徑1.588mm鋼球壓頭）20-100
洛氏硬度試驗是目前應(yīng)用很廣的方法，其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中使用僅次于布氏硬度HB,。洛氏硬度可適用于測定由極軟到極硬的金屬材料,，它彌補(bǔ)了布氏法的不是，較布氏法簡便,，可直接從硬度機(jī)的表盤讀出硬度值,。但是，由于其壓痕小,，故硬度值不如布氏法準(zhǔn)確,。
# |5 H$ p1 r. h2 UC、維氏硬度（HV）
% ^/ `/ \7 U5 m維氏硬度試驗也是一種壓痕試驗方法,，是將一個相對面夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗力（F）壓入試驗表面,，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量壓痕兩對角線長度,。
維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得之商,，其計算公式為：
+ c* d+ F3 R% n- E; c式中：HV--維氏硬度符號，N/mm2(MPa),；
" x( o/ O. _2 E/ ^F--試驗力,，N；
d--壓痕兩對角線的算術(shù)平均值,，mm,。
維氏硬度采用的試驗力F為5（49.03）、10（98.07）,、20（196.1）,、30（294.2）、50（490.3）,、100（980.7）Kgf(N)等六級,，可測硬度值范圍為5～1000HV。
" d+ W& ]* G: p/ n表示方法舉例：640HV30/20表示用30Hgf（294.2N）試驗力保持20S（秒）測定的維氏硬度值為640N/mm2(MPa),。
維氏硬度法可用于測定很薄的金屬材料和表面層硬度,。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點(diǎn),，而克服了它們的基本缺點(diǎn),，但不如洛氏法簡便。維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用,。
8 G: C0 U4 @: v. b7 fHB是用一定的力將一定直徑（2.5,、5、10）的鋼球壓向被測材料的表面,，然后測量被測材料表面鋼球壓痕的直徑以判斷材料的硬度,。
0 q7 l5 R0 ?# s( z& Y, X3 s材料的原始狀態(tài)和鋼材的退火、正火或調(diào)質(zhì)常用HB,。
HR有A,、B ,、C3三種。A和C 用120度的金剛石正圓錐體作測頭,，B用直徑1.588的鋼球作測頭,。測量方法都是先用一個預(yù)壓力將測頭壓在被測材料的表面，再施以主壓力,，然后撤除主壓力,，測量壓入深度判斷材料的硬度。
HV是對HR的一種改良,。因120度的正圓錐體不符合金剛石的晶體結(jié)構(gòu),，不易磨好，所以HV將測頭改為棱圓椎體,，頂端可以制作得非常精良,。測量方法同HR。
% n2 G- c* j) dHRA和HV用來測量材料經(jīng)表面熱處理,，如氮化,、滲碳以后的表面硬度，HRC常用于測量淬火后硬度,。