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材料力学性能第三章.docx第三章材料的硬度
硬度是衡量材料软硬程度的一种性能指标。硬度值的 大小不仅取决于材料的成份和显微组织，而且取决于测量 方法和条件。测定硬度的方法很多，主要有压入法、回跳 法和刻划法三大类。用不同的方法测定的硬度具有不同的 意义，例如压入法硬度值表征金属塑性变形抗力及应变硬 化能力；回跳法硬度值主要表征金属弹性变形功的大小； 划痕法硬度值主要表征金属切断强度。目前还没有统一而 确切的关于硬度的物理学定义。一般指金属表面抵抗局部 压入变形或刻划破裂的能力。
硬度试验一般仅在金属表面局部产生很小的痕迹，因 而很多机件表面可在成品上试验而无需专门加工试样；因 其设备简单，操作方便、迅速，同时又能敏感地反映出金 属材料的化学成份和组织结构的差异，因而广泛用于检查 金属材料的性能、热加工工艺的质量或研究金属组织结构 的变化，也用于检查金属表面层的质量（如脱碳）、表面淬 火和化学热处理后的表面性能等。
在机械制造行业中，主要采用压入法（其中又包括布 氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度多种，本章将做 重点介绍。
压入硬度试验方法的应力状态软性系数a>,几乎所 有的金属材料在这种应力状态下都能产生塑性变形。因此, 这种试验方法不仅可以测定塑性金属材料的硬度，也可测 定淬火钢、硬质合金甚至陶瓷等脆性材料的硬度。
始于1900年
GB/T 231-84
GB/T -2002
§
一、测试原理和方法

A 兀Dh 兀。D-^D2-d2
择位：kgf;
尺寸单位:rnn 载荷单位如用N则 需要进行换算，公式 右乘以0. 102
用一定的压力将淬火钢球或硬质合金球压头压入试样 表面，保持规定的时间后卸除压力，在试样表面留下压痕, 单位压痕表面积（A）所承受的平均压力定义为布氏硬度值。

（a）钢球压入试样表面；（b）卸载后测定压痕直径d
原标准压球可用硬质合金球（标为HBW）,也可用淬 火钢球（标为HBS）,现标准规定只用硬质合金球，统一为 HBW,同时■载荷尸单位统一为牛顿（N）,贝土

HBW = = 1=
A 兀D D-^D~-d2
2,试验规范
材料不同、厚度不同，则测时需要选用不同直径的压 头和压力，为了具有不同试验条件下的试验结果具有可比 性，则要求同一材料，不同压力、不同压头直径的压痕具
d = Dsin —
2
A=A=......=旦=厂
D； D2
同时要求d控制在（—） D之间,
以保证得到
有效的硬度值。
。有10mm, 5mm、，根据试样厚 度选择，h＜5/10, 一般，尽量选用大直径（10mm）。
d易测，试验数据稳定，重复性好；
硬度值可以反映金属在较大范围内各组成相的平均 性能，不受个别组成相及微小不均匀性的影响
可选 30、15、10、5、、 和 1 七矛中， 其中30、15、。
试验力保持时间为10〜15s （钢铁材料），有色金属可以 延长30s,软金属可为60s。
布氏硬度表示方法：
硬度值HBW球直径/试验力/力保持时间（10〜15s不标） 如：600HBW1/3