头h的10倍或钢球压头h的5倍；
• 试验后试样背面不得有肉眼可见的变形 痕迹；
3.布 氏 硬 度 测 试 法
3.1 布氏硬度的测量原理
加载荷P,使直径为D的淬火钢球压头 压入试件表面并保持一定时间，去载后， 测量压痕直径d，算出压痕面积F，
P/F即为布氏硬度，用符号HB表示。布氏 硬度的测量原理如图2所示。
设备简便，操作方便，测量速度快； 测量范围大:可大(多晶体)可小(单个晶粒、
表面渡层、手表内部小零件等)、可软可硬 各种金属件都可做硬度试验；
硬度与强度之间有近似的换算关系，根据测出 的硬度值就可以粗略地估算强度极限值(如碳 钢бb≈0.36HB)。
测定材料的硬度,定性分析材料的组织、性能; 测定脱碳层深度; 定性分析夹杂物性质, 组成相的性质等。
关于显微硬度讲解
硬度：
金属材料抵抗局部变形,特别是抵抗塑 性变形、压痕或划痕的能力。也是衡量 金属软硬程度的判据。
主要内容
1、硬度的特点及应用 2、布氏硬度测试 3、洛氏硬度测试法 4、维氏硬度测试法 5、显微硬度测试法
1. 硬度试验的特点及应用
试样制备简单，可在各种不同尺寸的试样 上进行试验，试验后试样基本不受破坏；
• h值越大，试件越软，h值越小，试件越硬。
• 为适应数值越大硬度越高的概念，用一常数K减去h 表示硬度的高低。并规定每0.002mm为一个洛氏硬 度单位，用符号HR表示，则：
HR K h 0.002
• 测量值直接在表盘上读出。
• 用金刚石圆锥压头时，常数K为0.2mm，硬度值由黑 色表盘表示 ; 用钢球(Φ=1.588mm)压头时，常数K 为0.26mm，硬度值由红色表盘表示.
薄板软钢、退火铜合 金
1.588mm 钢球
1471.5 (150)
红色
31~94 磷青铜、铍青铜
3.175mm 钢球
588.6(60)
红色
铝、锌、铅
2.2 洛氏硬度测定的优缺点
优点:
• 操作简便、迅速，适宜大生产； • 压痕小，适宜测成品； • 适用范围广，从极软到极硬、从极薄到极硬的
材料都能测定。
750kg、1000kg、3000kg七种;
• 材料的软硬不同要配合使用。为了在不同 直径的压头和不同载荷下进行测试时，同 一种材料的布氏硬度值相同。D与P之间要 满足相似原理。
如图3所示。
图3. 不同直经的钢球压头 产生在几何上相似的压头
推倒得出:
式中:A为常数
P/D2
ADdn
Asinn
2
• 只要使P/D2为一常数，就可使保持不变，从而保 持了几何形状相似的压痕。
1-1：压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深 度为h0时的位置。 h0包括预载所引起的弹形变 形和塑性变形。
2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1 的 作用下压入试件的位置。
3-3：去除主载荷P1后仍保留预载荷P0 时压头的 位置，压入深度为h1。由于P1所产生的弹性变 形被消除，所以压头位置提高了h，主载荷引 起的塑性变形深度为:h= h1- h0
缺点：
• 不同标尺硬度值之间不能相互比较；
• 对粗大组织的金属不适用。
• 硬度表示法如：38HRC、48HR30N、 68HR30T等。
• 金属洛氏试验执行的现行标准为： GB/T 230.1－2004 金属洛氏硬度试验
第1部分：试验方法
洛氏硬度实验过程
1、试验前的准备（参数设定） • 按RESET键清零； • 将选好的压头安装好； • 设预载力； • 设总载荷； • 设定标尺：按D/B键，使力、压头、标尺一致； • 设定保荷时间：键DW TIME与DEC或INC键配合，按SET
键输入；此时显示标尺与0.0; • 用标准块校验，示值误差应符合标准。
2、试验过程 • 放好试样，实验点对准压头； • 顺时转动转盘使试样紧密接触压头，使预载力
指示灯依次点亮，直至“SET”灯亮， • 约1s后自动进行后续过程； • 显示标尺与硬度值供记录； • 设备复原位。
注意事项
• 试样表面要平滑干净； • 试样或试验层最小厚度不小于金刚石压
软钢、退火钢、铜合 金
金刚石圆锥 1471.5 (150)
黑色
20~67 淬火钢、调质钢等
金刚石圆锥 981(100) 黑色
薄钢板、中等厚度的 40~77 表面硬化工件
3.175mm 钢球
981(100)
红色
70~100
铸铁、铝、镁合金、 轴承合金
1.588mm 钢球
588.6(60)
红色
40~100
• 只要满足P/D2为常数，则同一材料测得的HB值是 相同的。且不同材料测得的HB值也可进行比较。
图2.布氏硬度试验原理示意图
• 公式
式中：P——测试用的载荷(kg)； D——压头钢球的直径(mm)； d——压痕直径(mm)； F——压痕面积(mm2).
• 测出d,查表即可得HB值
• 压头直径有Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm三种; • 载荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、
2.洛氏硬度测定法
2.1 洛氏硬度的测量原理 用顶角为120°的金刚石圆锥或φ为
1.588mm的淬火钢球为压头,在规定载荷 （初载荷及主载荷）的作用下压入材料 表面,经规定保持时间后,卸除主试验力， 根据压痕深Байду номын сангаас来确定硬度值。图1表示了 洛氏硬度的测量原理。
图1.洛氏硬度试验原理示意图
0-0：未加载荷，压头未接触试件时的位置。
标度 符号 HRA HRB HRC HRD HRE HRF HRG HRH
表1.各种洛氏硬度值的符号及应用
压头
总载荷 表盘上 常用硬度 N(kg) 刻度颜色 值范围
应用举例
金刚石圆锥 588.6(60) 黑色
碳化物、硬质合金、 70~85 表面淬火钢等
1.588mm 钢球
981(100)
红色
25~100
• 为了扩大洛氏硬度的测量范围，可用不同的压 头和不同的总载荷配成不同标尺的洛氏硬度。 洛氏硬度共有15种标尺供选择，它们分别为： HRA，HRB，HRC，HRD，HRE，HRF，HRG，HRH， HRK，HRL，HRM，HRP，HRR，HRS，HRV；表面 洛氏硬度标尺：HR45N、 HR30N、 HR15N和 HR45T、 HR30T、 HR15T 。其中常用的几种标 尺见表1。