铝材硬度检测

布氏硬度和洛氏硬度

两种都是测试硬度的标准，区别在于测量方法不同。

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。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。

W-20系列铝合金韦氏硬度计适于测试铝合金型材、管材和板材，特别适于在生产现场、销售现场或施工现场对产品硬度进行快速、非破坏性的合格检查。标准硬度块经过标准硬度机的检测，附有检测报告。韦氏硬度值可换算成常用的维氏、洛氏、布氏硬度及抗拉强度值。

应用范围

· 确定工件有无热处理，检查热处理效果。

· 确定工件是否为不适当的合金加工而成。

· 用于测量不便送到试验室的过长、过重工件或装配件。

· 可用于生产检验、验收检验和质量监督检验

布氏硬度和洛氏硬度

两种都是测试硬度的标准，区别在于测量方法不同。

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，由于技术进步，有些材料硬度已达到93-94HRA，这已超出标准规定。工程上超出HRA高端的测量范围已成为惯例。 HRA标尺有一个特殊用途。在使用洛氏硬度计测试钢试样时，如果不知试样是软钢还是硬钢，可先用HRA标尺试测一下，当硬度值小于60HRA时可改用HRB标尺，当硬度值大于60HRA时可改用HRC标尺。

HRB标尺的使用范围是20~100HRB，当硬度值低于20HRB时，由于钢球的压入深度过大，金属蠕变加剧，试样在试验力作用下的变形时间延长，测试值准确度降低，此时应改用HRF标尺。当硬度值大于100HRB时，因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。在使用HRB标尺测试钢试样时，一个特别值得注意的地方是：当预先不知道试样是软钢还是硬钢时，决不可使用HRB标尺做测试，因为用钢球压头误测了淬火钢，钢球就可能会变形，钢球压头就会损坏，这是钢球压头损坏的主要原因。遇到这种情况时应先用金刚石压头，用HRA标尺测试一下，再决定是用HRB还是用HRC。

HRF标尺的使用范围是60~100HRF。HRF标尺是国外使用较多的一个标尺，它是测试纯铜和较软的铜合金材料很好的检测手段。但是在我国，也存在标准硬度块短缺的问题，它的应用也受到了限制。

HRG标尺适用于HRB值接近100的材料，对于铍青铜、磷青铜、可锻铸铁这些硬度范围介于HRB标尺的高端和HRC标尺低端的材料，如果改用HRG标尺，就可以大大改善测试的灵敏度，提高测试精度。

分为金属类洛氏硬度,塑料类洛氏硬度(HRR)

可用韦氏硬度计、韦氏硬度计、测铝硬度计测铝硬度

热处理后硬度HBS（布氏硬度）90～160之间，附带个截图。

铝合金：HB60-150不等。主合金成分不同,硬度差别很大的。

不锈钢：不锈钢的硬度范围通常达到HRC56-58。不同类型硬度不同。

常用的硬度指标有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

布氏硬度（ HB ）：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) 。

2.洛氏硬度（HR）：当 HB>450 或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120 °的金刚石圆锥体或直径为1.59 、 3 .18mm 的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据硬度不同分为三种：

（1）HRA ：是采用 60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

（2）HRB ：是采用 100kg 载荷和直径 1.58mm 淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

（3）HRC ：是采用 150kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。

3.维氏硬度（HV）：以120kg 以内的载荷和顶角为136 °的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值 (HV) 。

[布氏硬度HB]

布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB.

HB=P/AB=P/(πDh)=2P/(πD(D-SQD(D2-d2)))

单位：P-kgf,D,h-mm

对钢来说，一般选用的钢球D为10mm，载荷P为3000kgf,压入时间为10秒。试验所得直径d应在0.25D-0.6D的范围内。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。

[洛氏硬度HR]

洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。

洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120º的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA以60kgf的负荷试验，硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层HRC以150kgf的负荷试验，硬度有效范围是20-67(相当于HB230-700)，适用于淬火钢及调质钢。

软质压头由直径1.588mm(1/16")的钢球制成，使用于退火钢、有色金属等，以HRB表示，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。

这三种洛氏硬度在表盘上刻度的颜色有所规定，HRA和HRC为黑色刻度，HRB为红色刻度。

[维氏硬度HV]

维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136º的金刚石四方锥体。

试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。

HV=P/AV=1.8544P/d2

载荷P的大小可根据试样的不同选择，一般为5-100kgf。

一般硬度测量方法对应的处理范围：

1.

HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。

2.

HK:(Knoop

努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

3.

HRC:(Rockwell

C洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

4.

HRB:(Rockwell

B洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

5.

HR30T:(Rockwell

30T洛氏)

用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

6.

HB5:(Brinell

布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。

7.

HB30:(Brinell

布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

8.

HV:(Vickers维氏)适用于量测各类材料。

9.

R:(Tensile

module拉伸模数

N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

10.

HR15N:(Rockwell

洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

仪器选型

W-20型通用型用于测试厚度6mm以下的型材、板材及内径Φ10mm以上的管材。

W-20a型厚材型用于测试厚度13mm以下的型材和板材及内径Φ10mm以上的管材

W-20b型细管型用于测试厚度8mm以下的型材、板材及内径Φ6mm以上的管材。

WB-75型韦氏硬度计测量范围相当于洛氏硬度63～105HRF，常用于测试黄铜管

WB-B75型韦氏硬度计测量范围相当于洛氏硬度18～100HRE，常用于测试紫铜管

W-B92型韦氏硬度计测量范围相当于洛氏硬度50~92HRB，常用于测试不锈钢带或冷轧钢带。

希望能帮到你

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