水硬度及测定 水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，随着在受热面上而影响热传导，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)，它与水中的阴离子如碳酸根离子(Co32-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(Cl-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起，形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度，水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度，但由于它们在天然水中的含量很少，可以略去不计。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。 一．锅炉水垢类别： 锅炉的给水和锅水的组成、性质以及生成水垢的具体条件不同，使水垢在成分上有很大的差别。如按其化学组成，水垢可以分为下列几种，其特性和结垢的部位简述如下： 1、碳酸盐水垢碳酸盐水垢的成分以碳酸钙为主，也有少量的碳酸镁。 其特性按其生成条件不同。有坚硬性的硬垢；也有疏松海绵状的软垢。此类水垢具有多孔性。比较容易清除： 它常在锅炉水循环较嘎的部位和给水的进口处结生。 2、硫酸盐水垢硫酸盐水垢的主要成分是硫酸钙。它的特性是特别坚硬和致密。它常沉积在锅炉内温度最高。蒸发率最大的蒸发面上。 3、硅酸盐水垢硅酸盐水垢的主要成分是硬硅钙石(5CaO·5Si0 2·H 2 O)或镁 橄榄石(MgO．SiO 2 》：另一种是软质的硅酸镁。主要成分是蛇纹石 (3MgO·2SiO 2·2H 2 O)：一般二氧化硅的含量都在20％以上。 它的特性是非常坚硬，导热性非常小，它常常容易在锅炉温度高的蒸发面上沉积。 4、混合水垢混合水垢是由钙、镁的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及铁铝氧化物等组成，很难指出其中哪一种是最主要的成分。主要是由于使用不同成分的水质生成的。
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 1.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。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： ?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)。 ?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)。 ?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HV值(kgf/mm2)。 邵氏硬度（HA）邵氏硬度专用在橡胶方面的硬度测试 做橡胶的应该知道怎么测 邵氏硬度（HA）用于橡胶、塑料等材料的硬度测定，将一定形状的钢制压针，在试验力作用下压入试样表面，当压足平面与试样表面紧密贴合时，测量压针相对压足平面的伸出长度。通过公式计算出邵氏硬度值。具有结构简单、使用方便、型小体轻、读数直观等特点。A型参数：刻度盘 值：0-100HA；压针行程范围：0—2.5mm；压针端部压力：0.055N-8.05N；压针顶端直径：Φ 0.79mm+\-0.03m m。
各种金属硬度(单位)分析 硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。 布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质得刚健，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。 洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。 维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。 1、钢材的硬度：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同， 常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。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)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。 便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度； 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。 洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：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)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。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。根据试验材料硬度的不同，分三种不同
二 硬 度 1、硬度试验 1.1硬度（hardness ） 材料抵抗弹性变形、塑性变形、划痕或破裂等一种或多种作用同时发生的能力。 最常用的有：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度、 肖氏硬度等。 1.2布氏硬度试验（Brinell hardness test ） 对一定直径的硬质合金球加规定的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径。布氏硬度与试验力除的压痕表面积的商成正比。 HBW=K · ) (22 2 d D D D F ??π 式中：HBW ——布氏硬度； K ——单位系数 K=0.102； D ——压头直径mm ； F ——试验力N ； D ——压痕直径mm 。 标准块硬度值的表示方法，符号HBW 前为硬度值，符号后按顺序用数字表示球压头直径（mm ），试验力和试验力保持时间（10~15S 可不标注）。如350HBW5/750。表示用直径5mm 的硬质合金球在7.355KN 试验力下保持10~15S 测定的布氏硬度值为350，600HBW1/30/20表示用直径1mm 的硬质合金球在294.2N 试验力下保持20S 测定的布氏硬度值为600。 1.3洛氏硬度试验（Rockwell hardness test ） 在初试验力F 。及总试验力F 先后作用下，将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力F 1，测量在初试验力下的残余压痕深度h 。 HR=N- s h 式中：HR ——洛氏硬度； N ——给定标尺的硬度常数； H ——卸除主试验力后，在初试验力下压痕残留的深度（残余压痕深度）；mm ； S ——给定标尺的单位；mm 。 A 、C 、D 、N 、T 标尺N=100， B 、E 、F 、G 、H 、K 标尺N=130；A 、B 、 C 、 D 、 E 、
水中总硬度的测定方法 1、范围适用于水中总硬度的测定 2、引用标准GB/T 8538—95 3、试剂 3.1 缓冲溶液（pH＝10）：将67.5g氯化铵溶解于300ml蒸馏水中，加氢氧化铵（ρ20＝0.90g/ml）570ml，用纯水稀释至1000ml。 3.2 铬黑T指示剂（0.5%）：称取0.5g铬黑T（C20H12N3NaO7S），溶于100ml三乙醇胺中。 3.3 c（EDTA）＝0.002mol/l 4、分析步骤 吸取50ml水样（若硬度过大可少取水样，用纯水稀释至50ml，若水样硬度过低改用100ml），置于250ml锥形瓶中加入5ml缓冲溶液，5滴铬黑T指示剂，立即用c（EDTA）＝0.002mol/l 滴定至溶液呈纯蓝色为终点。记录消耗量，同时做空白。 5、计算 5.1 锅炉水和自来水（以CaO计） ρ(CaO)= (V1-V0)×c×56×1000 V 5.2 矿泉水（以CaCO3计） ρ(CaCO)= (V1-V0)×c×100.09×1000 V 式中：ρ(CaCO)、ρ(CaO)――水样的硬度，mg/l； V1――滴定中消耗EDTA溶液体积，ml：V0――空白消耗EDTA溶液体积，ml： c ――EDTA标准溶液的浓度，mol/l：V ――所取水样体积，ml。 水中氯化物的测定方法 1. 适用范围适用于矿泉水、纯净水、自来水及炉水的测定。 2. 试剂 2.1 铬酸钾溶液（5％）：称取5克铬酸钾溶于100ml纯水中。 2.2 酚酞指示剂（1％）：称取1克酚酞溶于100ml 95％乙醇中。 2.3 硫酸溶液（0.1mol/L）：吸取6ml浓硫酸加入1000ml纯水中摇匀。
1 引言 涂膜硬度是涂膜抵抗诸如碰撞、压陷、擦划等机械力作用的能力；是表示涂膜机械强度的重要性能之一；也是表示涂膜性能优劣的重要指标之一。涂膜硬度与涂料品种及涂膜的固化程度有关。油性漆及醇酸树脂漆的涂膜硬度较低，其它合成树脂漆的硬度较高。涂膜的固化程度直接影响涂膜的硬度，只有完全固化的涂膜，才具有其特定的最高硬度，在涂膜干燥过程中，涂膜硬度是干燥时间的函数，随着时间的延长，硬度由小到大，直至达到最高值。在采用固化剂固化的涂料中，固化剂的用量影响涂膜硬度，一般情况下提高固化剂的配比，使涂膜硬度增加，但固化剂过量则使涂膜柔韧性、耐冲击性等性能下降。一些自干型涂料，以适当的温度烘干，在一定程度上能提高涂膜硬度。涂膜硬度是涂料、涂装的重要指标，大多数情况下属于必须检测的项目。 2 铅笔硬度测定法 铅笔硬度法是采用已知硬度标号的铅笔刮划涂膜，以能够穿透涂膜到达底材的铅笔硬度来表示涂膜硬度的测定方法。国家标准GB/T 6739—1996《涂膜硬度铅笔测定法》规定了手动法和试验机法2 种方法，该标准等效采用日本工业标准JIS K5400-90-8.4《涂料一般试验方法———铅笔刮划值》。标准规定采用中华牌高级绘图铅笔，其硬度为9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B 共16 个等级，9H 最硬，6B 最软。测试用铅笔用削笔刀削去木质部分至露出笔芯约3 mm，不能削伤笔芯，然后将铅笔芯垂直于400# 水砂纸上画圆圈，将铅笔芯磨成平面、边缘锐利为止。试板为马口铁板或薄钢板，尺寸为50 mm×120mm×（0.2 ～0.3）mm 或70 mm×150 mm×（0.45 ～0.80）mm，按规定方法制备涂膜。
HRA HRC HRA HRC HRA HRC HRA HRC 186.670.0 10373178.555.0599*******.540.0377*******.0274286.669.5 10173278.254.55896236570.339.53728626627.5271386.669.0 9973377.954.0579*******.039.03678726327.0268486.668.5 9783477.753.55706435538.53628826026.5264586.668.0 9593577.453.0561*******.0351*******.0261686.667.5 9413677.152.55516634537.53529025425.5258786.667.0 9233776.952.05436734137.03479125125.0255886.666.5 9063876.651.55346833636.53429224824.5252986.666.0 8893950176.351.05256933236.03389324524.02491086.665.5 8724049476.150.55177032735.53339424223.52461186.665.0 8564148875.850.05097132335.03299524023.02431286.664.5 8404248175.549.55017231834.53249623722.52401386.664.0 8254347475.349.04937331434.03209723422.02371486.663.5 8104446875.048.54857431033.53169823221.52341586.663.0 7954546174.748.0478*******.0312*******.02311686.662.5 7804645574.547.54707630232.530810022720.52291786.662.0 7664744974.247.04637729832.030410122520.02261886.661.5 7524844273.946.54567829431.530010222219.52231986.661.0 7394943673.746.04497929131.029*********.02212086.660.5 7265043073.445.54438028730.529210421818.52182186.660.0 7135142473.245.0436*******.028*********.02162286.659.5 7005241872.944.54298228029.528510621417.52142386.659.0 6885341372.644.04238327629.028*********.02112486.658.5 6765440772.443.54178427328.52782586.658.0 6645540172.143.04112686.657.5 6535639671.842.54052786.657.0 6425739171.642.03992886.656.5 6315838571.341.53932986.656.0 6205938071.141.03883086.655.56096037570.840.5382 黑色金属材料 硬度值换算表 序号洛氏硬度 维氏硬度HV 布氏硬度HB 洛氏硬度维氏硬度HV 布氏硬度HB 维氏硬度HV 布氏硬度 HB 序号注: 1.布氏硬度:主要用来测定铸件、锻件、有色金属制件、热轧坯料及退火件的硬度,测定范围≯HB450。 2.洛氏硬度:HRA 主要用于高硬度试件,测定硬度高于HRC67以上的材料和表面硬度,如硬质合金、氮化钢等，测定范围HRA>70。HRC 主要用于钢制件(如碳钢、工具钢、合金钢等）淬火或回火后的硬度测定,测定范围HRC20~67。 3.维氏硬度:用来测定薄件和钢板制件的硬度,也可用来测定渗碳、氰化、氮化等表面硬化制件的硬度。序号序号洛氏硬度维氏硬度HV 布氏硬度HB 洛氏硬度
硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，它是指材料表面上低于变形或者破裂的能力。硬度试验是一种应用十分广泛的力学性能试验方法。硬度试验方法有很多，不同硬度测量方法有着各自的特点和适用范围。下面为大家介绍的是洛氏硬度、维氏硬度、布氏硬度、显微硬度、努氏硬度、肖氏硬度各自的特点及其适用领域。供各位材料科学与工程专业同学参考选择。 洛氏硬度： 采用测量压入深度的方式，硬度值可直接读出，操作简单快捷，工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳，洛氏硬度的精度不如维氏、布氏。适用于成批量零部件检测，可现场或生产线上对成品检测。 维氏硬度： 维氏硬度测量范围广，不但可以测量高硬度材料，也可以测量较软的金属以及板材、带材，具有较高的精度。但测量效率较低。 布氏硬度： 具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大，因而能测出试样较大范围的性能。与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大，不适合测量成品。测量过程复杂费事。适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料，适用于原料及半成品硬度测量。 对于测量精度，维氏大于布氏，布氏大于洛氏。
显微硬度： 压痕极小，可以归为无损检测一类；适用于测量诸如钟表较微小的零件，及表面渗碳、氮化等表面硬化层的硬度。除了正四棱锥金刚石压头之外，还有三角形角锥体、双锥形、船底形、双柱形压头，适用于测量特殊材料和形状的硬度。 努氏硬度： 努氏硬度测量精度比维氏硬度还要高，而且同样试验力下，比维氏硬度压入深度较浅，适合测量薄层硬度。再加上努氏压头作用下压痕周围脆裂倾向性小，适合测量高硬度金属陶瓷材料，人造宝石及玻璃、矿石等脆性材料。 肖氏硬度： 操作简单，测量迅速，试验力小，基本不损坏工件，适合现场测量大型工件，广泛应用于轧辊及机床、大齿轮、螺旋桨等大型工件。肖氏硬度是轧辊重要指标之一。 不同硬度测量方式有着自己的测量范围，下面从硬度值这一角度来说明不同硬度测量法的测量范围：
布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度（HL）、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。 1、钢材的硬度：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，●常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。●HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。●HV-适用于显微镜分析。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)。●HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度；布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：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)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。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。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： 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)。 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)。 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)。另外： 1.HRC含意是洛式硬度C标尺， 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准是150公斤力。布氏硬度计之压头为淬硬钢球（HBS)或硬质合金球（HBW），试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。 5.洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。 6.洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。（因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。）布式硬度的硬度值有单位，且和抗拉强度有一定的近似关系。 7.洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。 8.在一定条件下，HB与HRC可以查表互换。其心算公式可大概记为：1HRC≈1/10HB。硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。 金属材料硬度对照表 硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。
抗拉强度与硬度对照表 抗拉强度N/mm2 维氏硬 度 布氏硬度洛氏硬度 抗拉强度 N/mm2 维氏硬 度 布氏硬度洛氏硬度 Rm HV HB HRC Rm HV HB HRC 2508076122038036138.8 2708580.7125539037139.8 2859085.2129040038040.8 3059590.2132041039041.8 32010095135042039942.7 33510599.8138543040943.6 350110105142044041844.5 370115109145545042845.3 380120114148546043746.1 400125119152047044746.9 41513012415557480-45647 4301351281595490-46648.4 4501401331630500-47549.1 4651451381665510-48549.8 4801501431700520-49450.5 4901551471740530-50451.1 5101601521775540-51351.7 5301651561810550-52352.3 5451701621845560-53253 5601751661880570-54253.6 5751801711920580-55154.1 5951851761955590-56154.7 6101901811995600-57055.2 6251951852030610-58055.7
6402001902070620-58956.3 6602051952105630-59956.8 6752101992145640-60857.3 6902152042180650-61857.8 70522020966058.3 72022521467058.8 74023021968059.2 75523522369059.7 77024022820.370060.1 78524523321.372061 80025023822.274061.8 82025524223.176062.5 83502602472478063.3 85026525224.880064 86527025725.682064.7 88027526126.484065.3 90028026627.186065.9 91528527127.888066.4 93029027628.590067 95029528029.292067.5 96530028529.894068 99531029531 103032030432.2 106033031433.3 109534032334.4 112535033335.5 111536034236.6 119037035237.7
·硬度知识 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,也是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法 硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质得刚件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。 洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄的材料、硬的材料和成品件的硬度。 维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。 1、钢材的硬度：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同， 常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。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)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ V A（冲击速度）。 便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度； 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：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)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。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
如何检测金属硬度的方法 硬度是固体材料表而抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，它是衡量材料软硬程度的一个指标，抵抗能力越高，硬度值就越高。硬度与材料的化学成分、组织状态、加工处理、工作环境和其机械性能等有关。 硬度值随硬度试验方法的小同，其物理意义也小同。硬度试验根据其测试方法的小同可分为静压法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等)、划痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及显微硬度、iy温硬度等多种方法。一般试验钢铁硬度最普通方法是锉试法:即用锉刀在工件边缘上锉，由其表而)听呈现的擦痕深浅以判定其硬度的iy低，但这种方法检测小准确，故小太科学。而用硬度试验机来检验硬度值比较准确，是现代试验硬度所常用的方法。目前常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法。 布氏硬度(HB) 布氏硬度值是用载荷除以压痕(球形表而积)所得的商以HB [N (kgf/mm2]表示。(摇摆硬度计https://www.doczj.com/doc/1f4409092.html, )它是以一定大小的试验载荷、将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表而，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表而压痕直径。一般为:以3000kg的载荷将直径为lOmm的淬硬钢球压入材料表而，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕而积之比值即为布氏硬度值(HB )，单位为kgf/mm2(N/mm2)。布氏硬度(HB)和抗拉强度有一定的近似关系，一般用于较软材料的硬度检测。生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、合金结构钢等毛胚或半成品的硬度，但由于布氏硬度压痕较大，属于有损检测，故小适合测成品和薄片。布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。布氏硬度检测最大限值为HB650,一般当HB>450或者试样过小时，小能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。 洛氏硬度(HRC) 洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。它是用一个顶角120“的金刚石圆锥体或直径为1.58mm ,3.18mm的淬硬钢球，在一定载荷卜压入被测材料表而，以0.002毫米作为一个硬度单位，由压痕的深度求出材料的硬度。洛氏硬度值是一无名数，没有单位。根据试验标尺小同，分二种小同的标度用HRA,HRB,HRC来表示。 HRA:是采用60kg载荷用钻石锥压入器压入求得的硬度，用于硬度极iu的材料(如硬质合金等)。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)。 HRC:是采用150kg载荷用钻石锥压入器压入求得的硬度，用于硬度很iu的材料(如淬火钢等)。根据试验材料硬度的小同，二种小同标度的测量范围和应用范围也同。HRC适用范围HRC20 - 67(相当于HB225-650)，若硬度iu于此范围则用HRA检测若硬度低于此范围则用洛氏硬度HRB 检测。一般生产中HR(用得最一泛。 洛氏硬度压痕较小，司一测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度，司一直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。洛氏硬度测量值有局部性，须测数点后求平均值，归于无损检测一类适用成品和薄片。 维氏硬度(HV) 维氏硬度(H均是以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的表而，用材料压痕(f"1坑的表而积)除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)HV适用于显微镜分析，适合测量极薄试样。在一定条件下，HB与HRC可以查表4.换，其经验公式为HRC=1/10HB实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高塑性变形抗力越高因此，硬度试验是机械性能
硬度的标注及测试 一．目的规范图纸及工艺卡片硬度的标注、规范硬度的测试方法。二．硬度种类洛氏硬度HRC和HRB、表面洛氏硬度HRA、显微维氏硬度HV5、HV0.5(HV0.3，HV0.2、HV0.1，他们不在图纸 或工艺卡片上出现，由HV0.5代表)。需指出的是，所有维氏硬 度不论试验力多大测量值相等则硬度值相等。 三．硬度的选择每种硬度有自己的压头和试验力，各有各的适用范围，为了提高测试速度，强制规定符合条件时必须优先采用 最重的试验力，以便真实地测出压入深度的硬度值。书写洛氏 硬度HRC、HRB和表面洛氏硬度HRA，硬度值可以写在符号 的前面或后面，而显微维氏硬度（包括布氏硬度）必须将硬度 值写在符号前面，试验力数值写在符号后面。 1.洛氏硬度HRC 规定对象为厚度δ 2.5mm以上的淬火工件，不 得用于渗碳工件。当工件厚度1.0mm时、硬度必须大于HRC50 或者HRC40时工件厚度必须大于1.2mm，满足上述条件才能 得到准确HRC硬度值。 2.洛氏硬度HRB 规定对象为厚度不低于1.2mm的非淬火件如 低碳钢、退火态中碳钢等并且硬度范围105HV≤HV≤233HV (233HV换算为HRC21.5或HRA61.0)。 3.表面洛氏硬度HRA 规定对象为0.6mm≤厚度δ≤2.4mm薄淬 火工件和渗层深度δ≥0.6mm渗碳工件。当HV520(换算为 HRC50.5或HRA76)时、厚度必须大于0.5mm或者371HV(换算
为HRC39 或HRA70)时厚度不低于0.6mm，满足上述条件才能 得到准确HRA数值。 4.显微维氏硬度HV××对象为0.02mm≤厚度δ＜0.6mm有色、 黑色金属，不论硬度高低。写法如下：××HV××（硬度值 HV试验力kgf，举例：536HV0.5为维氏硬度值536试验力 0.5kgf）。HV5的规定对象为厚度或渗层深度0.2mm≤δ＜0.6mm 淬火工件或渗碳工件。当500HV时、厚度δ大于0.2mm或者 210HV时、厚度（渗层深度）大于0.3mm ，才能得到正确硬 度值。规定工件厚度或渗层厚度低于0.2mm时采用HV0.5，图 纸及工艺中出现的HV0.5同时也代表了HV0.3、HV0.2、HV0.1、HV0.05等，具体使用那一个试验力测试，由测试员根据实际情 况而定。 5.显微维氏硬度测试黑色金属在硬度大于170HV时，压头保持时 间10S，否则压头保持时间为25S。 6.规定用HV0.1测试有色金属（国家标准规定用布氏硬度计HBS 测试有色金属），压头保持时间25S。 四. 注意事项 1.显微维氏硬度的压痕对角线长度之差不能大于15%，否则重 测。日常校验时与标准硬度块数值相差不大于2%为合格。 2.形状复杂的小零件如果不方便测量，要得到准确的硬度值，需 将零件用酚醛塑料（电木）粉镶嵌后用显微维氏硬度计测试， 试验力不大于1kgf。
布氏硬度计（GB/T231.1—2002） 1.布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。 图1布氏硬度试验原理 HB =F / S (1) =F /πDh (2) =0.102×2F /πDh (3) =0.102× 2F/ πD (D—) (4) 式中：F ——试验力，N； S ——压痕表面积，mm； D ——球压头直径，mm； h ——压痕深度，mm； d ——压痕直径，mm 2. 布氏硬度计的特点 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。 布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。 3. 布氏硬度计的应用 布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试，锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属、钢材和经过调质热处理的半成品工件，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。 4. 布氏硬度试验条件的选择 如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样，布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题，即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的，而是要遵循一定的规则，并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配，应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。 布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头，3000kg试验力。这一条件能够最大限度地体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同，硬度不同，试样大小，薄厚也不同，一种试验力，一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循以下两个规则： 4.1 规则一，要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即 F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K (5) 图2布氏硬度压痕相似原理 这个规则来源于相似律。根据布氏硬度试验的相似律，在图２中不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面，压痕直径d1、d2是不同的，但是只要压入角?1、?2相同，压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下，采用不同的试验力和不同直径的球压头，在同一试样上测得的硬度值是相同的，在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。 试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2，在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2。 测试钢铁材料，通常采用3000kg力，10mm球的试验条件，有 K=F/D2=30 测量范围为100~650HBW。根据相似律，采用750kg力，5mm球；187.5kg力，2.5mm球；1850kg力，7.26mm球时，K值都是30，测量范围也都是100~650HBW，各种不同组合在测试同一试样时，其硬度值应该是相等的。 4.2 规则二，试验后要使压痕直径处于以下范围内： 0.24D≤d≤0.6D (6) 否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明，当压痕直径在0.24D~0.6D之间时，测得的硬度值与试验力大小无关。 布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为?10mm、?5mm、?2.5mm、?1mm共4种。
1引言 涂膜硬度是涂膜抵抗诸如碰撞、压陷、擦划等机械力作用的能力；是表示涂膜机械强度的重 要性能之一；也是表示涂膜性能优劣的重要指标之一。涂膜硬度与涂料品种及涂膜的固化程 度有关。油性漆及醇酸树脂漆的涂膜硬度较低，其它合成树脂漆的硬度较高。涂膜的固化程度直接影响涂膜的硬度，只有完全固化的涂膜，才具有其特定的最高硬度，在涂膜干燥过程中，涂膜硬度是干燥时间的函数，随着时间的延长，硬度由小到大，直至达到最高值。在采用固化剂固化的涂料中，固化剂的用量影响涂膜硬度，一般情况下提高固化剂的配比，使涂膜硬度增加，但固化剂过量则使涂膜柔韧性、耐冲击性等性能下降。一些自干型涂料，以适当的温度烘干，在一定程度上能提高涂膜硬度。涂膜硬度是涂料、涂装的重要指标，大多数 情况下属于必须检测的项目。 2铅笔硬度测定法 铅笔硬度法是采用已知硬度标号的铅笔刮划涂膜，以能够穿透涂膜到达底材的铅笔硬度来表 示涂膜硬度的测定方法。国家标准GB/T 6739 —1996《涂膜硬度铅笔测定法》规定了手动 法和试验机法2种方法，该标准等效采用日本工业标准JIS K5400-90-8.4 《涂料一般试验 方法----- 铅笔刮划值》。标准规定采用中华牌高级绘图铅笔，其硬度为9H、8H、7H、 6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B 共16 个等级，9H 最 硬，6B最软。测试用铅笔用削笔刀削去木质部分至露出笔芯约 3 mm，不能削伤笔芯，然 后将铅笔芯垂直于400#水砂纸上画圆圈，将铅笔芯磨成平面、边缘锐利为止。试板为马 口铁板或薄钢板，尺寸为50 mm X120mm x(0.2 ?0.3) mm 或70 mm X150 mm x (0.45?0.80 ) mm，按规定方法制备涂膜。
实验一材料的硬度测试实验 一、实验目的 1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解布氏、洛氏、维氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 3.通过数据处理和硬度标尺之间的换算，比较各材料之间的硬度大小，同时了解材料 的种类、热处理状态对其硬度的影响。 二、实验概述 硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同。因而硬度值可以综合地反应压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量变形抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外，硬度与其它机械性能（如强度指标及塑性指标）之间有一定的内在联系，所以从某种意思上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。 常用的硬度试验方法有： 布氏硬度试验：主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件 的硬度测定。 洛氏硬度试验：主要用于金属材料热处理后的产品硬度检验。 维氏硬度试验：主要用于薄板或金属表层的硬度测定以及较精确的硬度测定。 显微硬度试验：主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度测定。 1.布氏硬度 布氏硬度试验是将一直径为D 的淬火钢球或硬质合金球，在规定的试验力F作用下压入被测金属表面，保持一定时间t后卸除试验力，并测量出试样表面的压痕直径d，根据所选择的试验力F、球体直径D及所测得的压痕直径d 的数值，求出被测金属的布氏硬度值HBS 或HBW，布氏硬度的测试原理如图1-1 所示。 图1-1 布氏硬度的测试原理图 在试验测量时，可由测出的压痕直径d直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测