1、第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center1 力學性能試驗力學性能試驗第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center2nGB/T 10623-2008 金屬材料金屬材料 力學性能試驗術語（力學性能試驗術語（ISO 23718：2007，mod）（代替）（代替GB/T 10623-1989 金屬力學性能試驗術語）金屬力學性能試驗術語）nGB/

2、T 2975-1998 鋼及鋼產品鋼及鋼產品 力學性能試驗取樣位置及試樣制備（力學性能試驗取樣位置及試樣制備（ISO 377：1997，eqv）nGB/T 8170-2008 數值修約規則與極限數值的表示和判定（代替數值修約規則與極限數值的表示和判定（代替GB/T 1250-1989、GB/T 8170-1987 數值修約規則）數值修約規則）nGB/T 1172-1999 黑色金屬硬度及強度換算值黑色金屬硬度及強度換算值nGB/T 3771-1983 銅合金硬度與強度換算值銅合金硬度與強度換算值nJB/T 6050-2006 鋼鐵熱處理零件硬度測試通則鋼鐵熱處理零件硬度測試通則nEN ISO

3、18265-2003 金屬材料金屬材料 硬度值的換算硬度值的換算緒論緒論 硬度試驗有關標準和基本概念硬度試驗有關標準和基本概念1 1 硬度試驗有關的基礎標準硬度試驗有關的基礎標準第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center32 其他硬度試驗方法標準其他硬度試驗方法標準 nGB/T 18449.1-2001 金屬努氏硬度試驗方法金屬努氏硬度試驗方法 第第1部分：試驗方法部分：試驗方法（GB/T 18449.1-2009 金屬努氏硬度試驗方法金屬努氏硬度試驗方法 第第1部分：試驗方法部分：

4、試驗方法 2010-04-01起實施）起實施）nGB/T 18449.2-2001 金屬努氏硬度試驗金屬努氏硬度試驗 第第2部分：硬度計的檢驗部分：硬度計的檢驗nGB/T 18449.3-2001 金屬努氏硬度試驗金屬努氏硬度試驗 第第3部分：標準硬度塊的部分：標準硬度塊的標定標定nGB/T 18449.4-2009 金屬材料金屬材料 努氏硬度試驗努氏硬度試驗 第第4部分：硬度值表部分：硬度值表 2010-04-01起實施起實施 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center43 硬度計

5、的計量硬度計的計量nJJG 150-2005 金屬布氏硬度計檢定規程金屬布氏硬度計檢定規程nJJG 112-2003 金屬洛氏硬度計（金屬洛氏硬度計（A，B，C，D，E，F，G，H，K，N，T標尺）檢定規程標尺）檢定規程nJJG 151-2006 金屬維氏硬度計檢定規程金屬維氏硬度計檢定規程nJJG 747-1999 里氏硬度計檢定規程里氏硬度計檢定規程 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center54 試驗機的有關標準試驗機的有關標準 nGB/T 2611-2007 試驗機試驗機 通

6、用技術要求（替代通用技術要求（替代 GB/T 2611-1992 試驗機通用技術要求）試驗機通用技術要求）nGB/T 3159-2008 液壓式萬能試驗機（替代液壓式萬能試驗機（替代 GB/T 3159-1992 液壓液壓式萬能試驗機、式萬能試驗機、GB/T 3722-1992 液壓式壓力試驗機）液壓式壓力試驗機）nGB/T 16491-2008 電子式萬能試驗機（替代電子式萬能試驗機（替代 GB/T 16491-1996 電電子式萬能試驗機）子式萬能試驗機）nGB/T 16826-2008 電液伺服萬能試驗機（替代電液伺服萬能試驗機（替代 GB/T 16826-1997電液式萬能試驗機）電液

7、式萬能試驗機） 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center65 常用硬度試驗常用硬度試驗常用硬度試驗：常用硬度試驗： 布氏硬度試驗布氏硬度試驗 洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 維氏硬度試驗維氏硬度試驗 肖氏硬度試驗肖氏硬度試驗 里氏硬度試驗里氏硬度試驗 本章內容的特點：本章內容的特點： 與標準結合得比較好，許多內容直接從標準中來的。與標準結合得比較好，許多內容直接從標準中來的。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehi

8、cle Technical Center7 金屬的硬度，是金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變金屬的硬度，是金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕和劃痕的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的一種指形、壓痕和劃痕的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的一種指標。標。 從硬度的影響因素看，硬度與金屬材料的化學成分、金從硬度的影響因素看，硬度與金屬材料的化學成分、金相組織、熱處理工藝、冷加工變形等密切有關。從使用來看，相組織、熱處理工藝、冷加工變形等密切有關。從使用來看，硬度與強度、塑性、韌性、耐磨性等有關。硬度與強度、塑性、韌性、耐磨性等有關。 硬度試驗方法的分類：硬度試驗方法的分類： 硬度值的物理意義：硬度

9、值的物理意義： 硬度試驗方法的選擇：硬度試驗方法的選擇：6 金屬硬度的基本概念金屬硬度的基本概念第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center8第一節第一節 布氏硬度試驗布氏硬度試驗0 布氏硬度試驗的有關標準布氏硬度試驗的有關標準GB/T 231-1984 金屬布氏硬度試驗方法金屬布氏硬度試驗方法GB/T 231.1-2002 金屬金屬布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第1部分：部分：試驗方法試驗方法替代替代 GB/T 231-1984; 等效采用國際標準等效采用國際標準 ISO 6506-1

10、:1999 金屬材料金屬材料布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第 1 部分：試驗方法。部分：試驗方法。除了試樣表面質量要求比國際標準規定明確外，除了試樣表面質量要求比國際標準規定明確外，技術內容完全相同。技術內容完全相同。GB/T 231.1-2009 金屬金屬材料材料 布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第1部分：試驗方法部分：試驗方法替代替代GB/T 231.1-2002; 2010-04-01起實施起實施;修改采用國際標準修改采用國際標準ISO 6506-1:2005 金屬材料金屬材料 布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第 1 部分：試驗方法。部分：試驗方法。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商

11、用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center9壓頭：硬質合金球。壓頭：硬質合金球。 GB/T 231.1-2009 在引言中在引言中明確規定了明確規定了本版標準本版標準只允許使用硬質合金壓頭。只允許使用硬質合金壓頭。且明確指出布氏硬度且明確指出布氏硬度HBW，不應與以前的符號，不應與以前的符號HB 和鋼球壓頭的確和鋼球壓頭的確HBS 相混淆。相混淆。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center10GB/T 231.2-200

12、2 金屬金屬布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第2部分：部分：硬度計的檢驗與校準硬度計的檢驗與校準替代替代 GB/T 6269-1997 布氏硬度計的檢驗；布氏硬度計的檢驗；修改采用國際標準修改采用國際標準 ISO 6506-2:1999 金屬材料金屬材料 布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第 2 部分：硬度計的檢驗與校準部分：硬度計的檢驗與校準GB/T 231.3-2002 金屬金屬布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第3部分：部分：標準硬度塊的標定標準硬度塊的標定替代替代 GB/T 6270-1997 標準布氏硬度塊的標定；標準布氏硬度塊的標定；修改采用國際標準修改采用國際標準 ISO 6506-3:1999

13、 金屬材料金屬材料 布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第3部分：標準硬度塊的標定部分：標準硬度塊的標定GB/T 231.4-2009 金屬金屬材料材料 布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第4部分：硬度值表部分：硬度值表 2010-04-01起實施。單獨將平面布氏硬度值計起實施。單獨將平面布氏硬度值計算表列為一部分；等同采用國際標準算表列為一部分；等同采用國際標準 ISO 6506-4:2005 金屬材料金屬材料 布氏硬度試驗布氏硬度試驗 第第 4部分：平部分：平面布氏硬度值表面布氏硬度值表第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicl

14、e Technical Center11一、試驗原理一、試驗原理布氏硬度計布氏硬度計 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center12HBW=0.102F/ S = 0.102F / Dh222102. 0dDDDFHBW 壓痕的表面積通過壓痕的壓痕的表面積通過壓痕的平均直徑平均直徑和壓頭直徑計算得到。和壓頭直徑計算得到。 d是變量，試驗時測量是變量，試驗時測量d，得出，得出HBW。 布氏硬度一般不標單位。布氏硬度一般不標單位。 GB/T 231.1-2002（2009）標準規定）標準

15、規定的布氏硬度試驗范圍上限為的布氏硬度試驗范圍上限為650 HBW。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center13二、布氏硬度的表示方法二、布氏硬度的表示方法第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center14 布氏硬度試驗中，只有試驗布氏硬度試驗中，只有試驗力和壓頭直徑恒定的條件下，所力和壓頭直徑恒定的條件下，所測得的硬度值才具有可比性。在測得的硬度值才具有可比性。在布氏硬度試

16、驗時，要求根據試樣布氏硬度試驗時，要求根據試樣的材料和厚度，選用適當大小的的材料和厚度，選用適當大小的試驗力和球直徑。在這種情況下，試驗力和球直徑。在這種情況下，為了使得同一材料的試驗所測得為了使得同一材料的試驗所測得的布氏硬度值相同，或在不同試的布氏硬度值相同，或在不同試樣上所測得的結果具有可比性，樣上所測得的結果具有可比性，就必須應用就必須應用“壓痕相似原理壓痕相似原理”。三、相似原理的應用三、相似原理的應用第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center15三、相似原理的應用三、相似

17、原理的應用 試驗時要保持試驗時要保持 值為常數，就可保證幾何相似的壓痕。值為常數，就可保證幾何相似的壓痕。因此，對同一材料選用不同的因此，對同一材料選用不同的F和和D時，應使時，應使 值保持為常值保持為常數。數。2DF2DF 實際試驗時，為了得到準確的試驗結果，除實際試驗時，為了得到準確的試驗結果，除F和和D應滿足應滿足上述選配原則，還應通過上述選配原則，還應通過F和和D 的選擇，使壓痕直徑的選擇，使壓痕直徑d限定在限定在0.240.60D之間，否則結果無效。之間，否則結果無效。 d=0.375D最理想。最理想。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心

18、 Commercial Vehicle Technical Center16GB/T 231.1中不同材料的試驗力中不同材料的試驗力-壓頭球直徑平方壓頭球直徑平方 的比率的比率2DF第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center17第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center18四、試樣要求四、試樣要求 試樣表面應平坦光滑，不應有氧化皮及外界污物，尤其不試樣表面應平坦光滑，不應有

19、氧化皮及外界污物，尤其不應有油脂。試樣表面應能保證壓痕直徑的精確測量，表面粗應有油脂。試樣表面應能保證壓痕直徑的精確測量，表面粗糙度參數糙度參數Ra一般不大于一般不大于1.6m。 制備試樣時，應使過熱或冷加工等因素對試樣表面性能的制備試樣時，應使過熱或冷加工等因素對試樣表面性能的影響減至最小。影響減至最小。 試樣厚度至少應為壓痕深度的試樣厚度至少應為壓痕深度的8倍。試驗后，試樣背部如倍。試驗后，試樣背部如出現可見變形，則表明試樣太薄。試樣最小厚度與壓痕平均出現可見變形，則表明試樣太薄。試樣最小厚度與壓痕平均直徑的關系見標準附錄。直徑的關系見標準附錄。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽

20、車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center19第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center20 必須符合必須符合GB/T 231.2-2002 規定的要求。規定的要求。 各級試驗力的誤差均應在各級試驗力的誤差均應在GB/T 231.2-2002規定的試驗力規定的試驗力標稱值的標稱值的1.0%以內。硬質合金球的要求。以內。硬質合金球的要求。 壓痕測量裝置的標尺分度應能估測到壓痕直徑的壓痕測量裝置的標尺分度應能估測到壓痕直

21、徑的0.5%以內。以內。 硬度計的示值誤差和示值重復性要滿足硬度計的示值誤差和示值重復性要滿足GB/T 231.2-2002 （P72 表表4-1）規定的要求。）規定的要求。 硬度計由國家計量部門定期檢定（檢定周期一般一年）。硬度計由國家計量部門定期檢定（檢定周期一般一年）。 硬度計的日常檢查按硬度計的日常檢查按GB/T 231. 1-2009 附錄附錄A。五、試驗設備要求五、試驗設備要求第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center21d5個壓痕直徑的總平均值；個壓痕直徑的總平均值；H

22、標準硬度塊的標定硬度值。標準硬度塊的標定硬度值。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center22（一）（一） 硬度計的檢查（硬度計的檢查（GB/T 231. 1-2009 附錄附錄A） 六、補充六、補充第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center23（二）（二） 壓痕測量裝置的檢查壓痕測量裝置的檢查 用測微尺進行檢查用測微尺進行檢查 將測量裝置各工作范圍分成將測量裝置各工作范圍

23、分成5個間隔，個間隔，在分級測微尺上測量進行檢查，其最大允在分級測微尺上測量進行檢查，其最大允許誤差為許誤差為0.5%。 使用標準硬度塊上的標準壓痕進行檢查使用標準硬度塊上的標準壓痕進行檢查 GB/T 231.3-2002的標準硬度塊上一的標準硬度塊上一般有般有5個壓痕，選定標準硬度塊上的某一壓個壓痕，選定標準硬度塊上的某一壓痕，測量壓痕直徑，測得壓痕直徑與標準痕，測量壓痕直徑，測得壓痕直徑與標準壓痕直徑的最大允許誤差為壓痕直徑的最大允許誤差為1.0%。 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical

24、 Center24（一）試驗溫度（一）試驗溫度 試驗一般在試驗一般在1035 室溫下進行，對于溫度要求嚴格的試驗，溫室溫下進行，對于溫度要求嚴格的試驗，溫度為度為23 5 。有嚴格溫度要求的，在試驗報告中要說明試驗溫度。有嚴格溫度要求的，在試驗報告中要說明試驗溫度。七、試驗操作要點七、試驗操作要點（二）試樣的支撐（二）試樣的支撐 試樣表面、支承面、試驗臺面應清潔和無外界污物（氧化皮、油、試樣表面、支承面、試驗臺面應清潔和無外界污物（氧化皮、油、灰塵等）。試樣應穩固地放置于試驗臺面上，保證在試驗過程中不發生灰塵等）。試樣應穩固地放置于試驗臺面上，保證在試驗過程中不發生傾斜、位移及撓曲；傾斜、位移

25、及撓曲； 試驗力作用方向垂直于試驗面；試驗力作用方向垂直于試驗面； 不規則工件，應有專門的試樣支撐。不規則工件，應有專門的試樣支撐。 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center25相似原理及應用相似原理及應用1 根據試樣尺寸（被測平面、厚度）確定根據試樣尺寸（被測平面、厚度）確定球壓頭直徑；優先選用球壓頭直徑；優先選用10mm球壓頭；球壓頭；2 鑄鐵材料，球壓頭直徑不小于鑄鐵材料，球壓頭直徑不小于2.5mm；3 試驗力選擇保證壓痕直徑試驗力選擇保證壓痕直徑d=0.240.60D。 不

26、同材料的試驗力不同材料的試驗力-壓頭球直徑平方壓頭球直徑平方的比率的比率（三）壓頭直徑和試驗力的選擇（三）壓頭直徑和試驗力的選擇第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center26（四）試驗加力和試驗力保持時間（四）試驗加力和試驗力保持時間 使壓頭與試樣表面接觸，無沖擊和震動地垂直于試驗面使壓頭與試樣表面接觸，無沖擊和震動地垂直于試驗面施加試驗力，直至達到規定試驗力值。從加力開始至全部試施加試驗力，直至達到規定試驗力值。從加力開始至全部試驗力施加完畢的時間應在驗力施加完畢的時間應在2S8S

27、之間。試驗力保持時間為之間。試驗力保持時間為10S15S。對于要求試驗力保持時間較長的材料，試驗力保。對于要求試驗力保持時間較長的材料，試驗力保持時間允許誤差應在持時間允許誤差應在2S。 在整個試驗期間，硬度計不應受到影響試驗結果的沖擊在整個試驗期間，硬度計不應受到影響試驗結果的沖擊和震動。和震動。（五）壓痕間距（五）壓痕間距 任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應為壓痕對角線長度任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應為壓痕對角線長度的的2.5倍；兩相鄰壓痕中心間距離至少應為壓痕對角線長度倍；兩相鄰壓痕中心間距離至少應為壓痕對角線長度的的3倍。倍。（六）測量壓痕直徑（六）測量壓痕直徑相互垂直方向，查相互垂

28、直方向，查GB/T 231.4-2009第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center27 試驗后，檢查試樣背面，如試樣背面出現可見變形痕跡，試驗后，檢查試樣背面，如試樣背面出現可見變形痕跡，則表明試樣太薄，試驗結果無效。則表明試樣太薄，試驗結果無效。壓痕直徑壓痕直徑d=0.240.60D。 在讀數顯微鏡或其他測量裝置上測量壓痕直徑。應在兩相在讀數顯微鏡或其他測量裝置上測量壓痕直徑。應在兩相互垂直方向測量，用兩個讀數的平均值計算布氏硬度，或查互垂直方向測量，用兩個讀數的平均值計算布氏硬度

29、，或查表（表（GB/T 231.4-2009）得布氏硬度值。）得布氏硬度值。 數值修約：數值修約：3位位有效數字。有效數字。 應注意材料的各向異性，例如經過大變形量冷加工，這樣應注意材料的各向異性，例如經過大變形量冷加工，這樣壓痕直徑在不同方向可能有較大差異。壓痕直徑在不同方向可能有較大差異。八、試驗結果處理八、試驗結果處理第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center28 布氏硬度適用于退火、正火狀態的鋼鐵件、鑄件、有色金布氏硬度適用于退火、正火狀態的鋼鐵件、鑄件、有色金屬及其合金，特

30、別是對軟的金屬，如鉛、鋁和錫等更為適宜。屬及其合金，特別是對軟的金屬，如鉛、鋁和錫等更為適宜。 優點：布氏硬度采用較大直徑的球壓頭，所得的壓痕面積優點：布氏硬度采用較大直徑的球壓頭，所得的壓痕面積較大，因此所得的硬度值反映了材料在較大范圍內的平均性較大，因此所得的硬度值反映了材料在較大范圍內的平均性能。由于壓痕較大，所得數據穩定，重復性強。能。由于壓痕較大，所得數據穩定，重復性強。 缺點：對不同的材料需要更換壓頭和試驗力，壓痕直徑的缺點：對不同的材料需要更換壓頭和試驗力，壓痕直徑的測量較麻煩。壓痕較大，對成品件不一定適合。測量較麻煩。壓痕較大，對成品件不一定適合。九、應用范圍及優缺點九、應用范

31、圍及優缺點第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center29第二節第二節 洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗0 洛氏硬度試驗的有關標準洛氏硬度試驗的有關標準GB/T 230-1991 金屬洛氏硬度試驗方法金屬洛氏硬度試驗方法GB/T 1818-1994 金屬表面洛氏硬度試驗方法金屬表面洛氏硬度試驗方法GB/T 230.1-2004 金屬金屬洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第1部分：部分：試驗方法（試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺）標尺）標準替代標準替代 GB/T 230-199

32、1、 GB/T 1818-1994 ，GB/T 230.1-2004 是是2個標準的合并；個標準的合并；修改采用國際標準修改采用國際標準 ISO 6508-1:1999 金屬材料金屬材料 洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第1部分部分: 試驗方法試驗方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺標尺)。GB/T 230.1-2009 金屬材金屬材料料 洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第1部部分：試驗方法（分：試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺）標尺）標準替代標準替代GB/T 230.1-2004；2010-04-01起實施，修改采用國際標準起實施，修改采用國際標準ISO 65

33、08-1:2005 金屬材料金屬材料洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第 1 部分：部分：試驗方法試驗方法。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center30GB/T 230.2-2002 金屬金屬洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第2部分：部分：硬度計的檢驗與校準硬度計的檢驗與校準標準替代：標準替代：GB/T 2848-1992 洛氏硬度計洛氏硬度計 技術技術要求、要求、GB/T 3773-1993 表面洛氏硬度計表面洛氏硬度計 技術技術要求要求標準修改采用國際標準標準修改采用國際標準 ISO 6

34、508-2:1999 金屬金屬材料材料 洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第2部分：硬度計的檢驗與部分：硬度計的檢驗與校準校準GB/T 230.3-2002 金屬金屬洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第3部分：部分：標準硬度塊的標定標準硬度塊的標定標準替代：標準替代：GB/T 2850-1992 標準洛氏硬度塊、標準洛氏硬度塊、GB/T 3774-1993 標準表面洛氏硬度塊標準表面洛氏硬度塊修改采用國際標準修改采用國際標準 ISO 6508-3:1999 金屬材料金屬材料 洛氏硬度試驗洛氏硬度試驗 第第3部分：標準硬度塊的標定部分：標準硬度塊的標定第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術

35、中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center31 洛氏硬度試驗方法與布氏硬度試驗方法不同，它不是通過測量洛氏硬度試驗方法與布氏硬度試驗方法不同，它不是通過測量壓痕面積來計算硬度值，而是壓痕面積來計算硬度值，而是采用測量壓痕深度來計算硬度值采用測量壓痕深度來計算硬度值。 洛氏硬度試驗壓頭采用洛氏硬度試驗壓頭采用120金剛金剛石圓錐、石圓錐、硬質合金球硬質合金球壓頭。壓頭。 原理：試驗時，壓頭分兩個步驟壓原理：試驗時，壓頭分兩個步驟壓人試樣表面。先施加初試驗力人試樣表面。先施加初試驗力F0 ，使，使試樣表面產生一個初始的壓入深度試樣表面產生一個

36、初始的壓入深度h0，以此作為測量壓痕深度的基準。然后以此作為測量壓痕深度的基準。然后施加主試驗力施加主試驗力F1，其壓痕深度的增量，其壓痕深度的增量為為h1。經規定保持時間后，卸除主試。經規定保持時間后，卸除主試驗力驗力F1 ，測量在初試驗力下的殘余壓，測量在初試驗力下的殘余壓痕深度痕深度h。 h是反映洛氏硬度高低的是反映洛氏硬度高低的量。量。 h越大，洛氏硬度值越低。越大，洛氏硬度值越低。一、試驗原理一、試驗原理第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center32 為了符合習慣上數值越大

37、，硬度越高的概念，人為引入一常數為了符合習慣上數值越大，硬度越高的概念，人為引入一常數N以以上式作為洛氏硬度值的指標，用上式作為洛氏硬度值的指標，用HR表示：表示： HR=N-h/S對于對于HRA、HRC、HRD： HR=100-h/0.002對于對于HRB、HRE、HRF、HRG、HRH、 HRK HR=130-h/0.002對于對于HRN、HRT HR=100-h/0.001第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center33第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心

38、上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center34二、洛氏硬度的表示方法二、洛氏硬度的表示方法第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center35三、試樣要求三、試樣要求 試樣表面應盡可能是平面，不應有氧化皮及外界污物，尤試樣表面應盡可能是平面，不應有氧化皮及外界污物，尤其不應有油脂。建議表面粗糙度其不應有油脂。建議表面粗糙度Ra不大于不大于0.8m。 制備試樣時，應使過熱或冷加工等因素對試樣表面性能的制備試樣時，應使過熱或冷加工等因素對試樣

39、表面性能的影響減至最小。影響減至最小。 對于用金剛石圓錐壓頭進行的試驗，試樣或試驗層厚度應對于用金剛石圓錐壓頭進行的試驗，試樣或試驗層厚度應不小于殘余壓痕深度的不小于殘余壓痕深度的10倍；對于用球壓頭進行的試驗，試倍；對于用球壓頭進行的試驗，試樣或試驗層的厚度應不小于殘余壓痕深度的樣或試驗層的厚度應不小于殘余壓痕深度的15倍。試驗后，倍。試驗后，試樣背部不應出現可見變形試樣背部不應出現可見變形（ GB/T 230.1-2009附錄附錄B ） 。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Cente

40、r36 試驗力符合規定的要求。試驗力符合規定的要求。 硬度壓頭符合規定的要求。硬度壓頭符合規定的要求。 壓痕測量裝置符合規定的要求。壓痕測量裝置符合規定的要求。 硬度計的示值誤差和示值重復硬度計的示值誤差和示值重復性要滿足標準規定的要求。性要滿足標準規定的要求。 硬度計由國家計量部門定期檢硬度計由國家計量部門定期檢定（檢定周期一般一年）。定（檢定周期一般一年）。 硬度計的日常檢查。硬度計的日常檢查。四、試驗設備要求四、試驗設備要求第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center37第四章第

41、四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center38操作者對硬度計日常檢查的方法操作者對硬度計日常檢查的方法 每次更換壓頭、支撐后，以及大批量試驗前，或距前一次試每次更換壓頭、支撐后，以及大批量試驗前，或距前一次試驗超過驗超過24h，操作者應按，操作者應按GB/T 230.1-2004 附錄附錄E的規定對硬度計的規定對硬度計進行日常檢查。進行日常檢查。 在日常檢查中，對硬度計的直接檢驗太耗費時間且費用太高。在日常檢查中，對硬度計的直接檢驗太耗費時間且費用太高。建議采用如下方法建議采用如下方法: 在

42、使用中每日對硬度計至少做一次檢查。在使用中每日對硬度計至少做一次檢查。 檢查之前，應預先打兩個壓痕以保證試樣、壓頭及支座處于檢查之前，應預先打兩個壓痕以保證試樣、壓頭及支座處于正常狀態。這兩個壓痕不作為試驗數據。正常狀態。這兩個壓痕不作為試驗數據。 在與試驗材料硬度值相近的標準硬度塊上至少打三個壓痕，在與試驗材料硬度值相近的標準硬度塊上至少打三個壓痕，如果硬度讀數平均值與標準塊硬度值之差在如果硬度讀數平均值與標準塊硬度值之差在GB/T 230.2 表表5規定規定（P77表表4-3）范圍內，則認為硬度計合格，否則應進行直接檢驗。）范圍內，則認為硬度計合格，否則應進行直接檢驗。第四章第四章 金屬硬

43、度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center39第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center40測量設備性能的準確與否，直接影響到實驗室檢定、校測量設備性能的準確與否，直接影響到實驗室檢定、校準、檢測結果的準確可靠。為保證測量設備性能滿足預期的準、檢測結果的準確可靠。為保證測量設備性能滿足預期的使用要求，保證其量值的溯源性，須定期進行校準或檢定。使用要求，保證其量值的溯源性，須定期進行校準或檢定。

44、然而由于測量設備固有特性的變化或漂移，在每次檢定或校然而由于測量設備固有特性的變化或漂移，在每次檢定或校準后并不能保證其量值始終得到維持，因此，在日常工作中準后并不能保證其量值始終得到維持，因此，在日常工作中需要經常對測量設備的性能進行核查，以便及時識別可能發需要經常對測量設備的性能進行核查，以便及時識別可能發生的超出預期范圍的變化或失效，確認其性能是否得到有效生的超出預期范圍的變化或失效，確認其性能是否得到有效維持或是否滿足其使用要求而不會得到非預期的使用。維持或是否滿足其使用要求而不會得到非預期的使用。因此，期間核查的概念可以表述為：在測量設備相鄰兩因此，期間核查的概念可以表述為：在測量設

45、備相鄰兩次校準或檢定期間，采用可信的方法對其使用功能及測量性次校準或檢定期間，采用可信的方法對其使用功能及測量性能進行的一種核查，以能進行的一種核查，以驗證其是否得到有效維持驗證其是否得到有效維持，即旨在確，即旨在確認測量設備校準狀態的認測量設備校準狀態的可信程度可信程度。 期間核查的概念及目的期間核查的概念及目的第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center41 按按 GB/T 230.2-2002 進行硬度計的示值誤差和示值重復性檢查。進行硬度計的示值誤差和示值重復性檢查。 示值誤差

46、：示值誤差： 在標準硬度塊上均勻地測定在標準硬度塊上均勻地測定6個硬度值。第一點不計，取后個硬度值。第一點不計，取后5個測定個測定值的算術平均值，硬度計的示值誤差：值的算術平均值，硬度計的示值誤差：示值誤差示值誤差= 5個測定值的算術平均值個測定值的算術平均值-標準塊標定的硬度值標準塊標定的硬度值 示值重復性：示值重復性： 5個測定的硬度值，示值重復性為：個測定的硬度值，示值重復性為：示值重復性示值重復性=最大硬度最大硬度-最小硬度最小硬度 示值誤差和示值重復性應滿足示值誤差和示值重復性應滿足GB/T 230.2-2002表表5（P77表表4-3）的要）的要求。求。硬度計的示值誤差和示值重復性

47、檢查硬度計的示值誤差和示值重復性檢查 硬度計的示值誤差和示值重復性是對洛氏硬度計的綜合檢查（期間核硬度計的示值誤差和示值重復性是對洛氏硬度計的綜合檢查（期間核查），是硬度試驗結果的重要技術參數。查），是硬度試驗結果的重要技術參數。第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center42GB/T 230.2 表表5（P77表表4-3）第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center43例：洛

48、氏硬度標尺（例：洛氏硬度標尺（2070HRC） 。1 標準硬度塊硬度值：標準硬度塊硬度值：43.2HRC；2 標準要求：示值允許誤差標準要求：示值允許誤差1.5HRC；示值重復性；示值重復性0.8個洛氏個洛氏位或位或0.02（100-H），取較大者，），取較大者，43.2HRC時取時取1.1HRC；3 測測5次，硬度值為：次，硬度值為：42.4、42.8、43.0、44.0、44.2HRC，平均，平均43.3HRC；4 計算：計算：示值誤差示值誤差= 5個測定值的算術平均值個測定值的算術平均值-標準塊標定的硬度值標準塊標定的硬度值 =43.3-43.2=0.1HRC 1.5HRC（合格）（合格

49、） 示值重復性示值重復性=最大硬度最大硬度-最小硬度最小硬度 =44.2- 42.4=1.8HRC 1.1HRC （不合格）（不合格）第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center44（一）試驗溫度（一）試驗溫度 試驗一般在試驗一般在1035 室溫下進行，對于溫度要求嚴格的試驗，溫度室溫下進行，對于溫度要求嚴格的試驗，溫度為為23 5 。有嚴格溫度要求的，在試驗報告中要說明試驗溫度。有嚴格溫度要求的，在試驗報告中要說明試驗溫度。五、試驗操作要點五、試驗操作要點（二）（二）洛洛氏硬度標尺的

50、選擇氏硬度標尺的選擇 HRA硬質材料的洛硬質材料的洛氏硬度，如硬質合金、很薄很硬的鋼材，表面氏硬度，如硬質合金、很薄很硬的鋼材，表面硬化層較薄的鋼材。硬化層較薄的鋼材。 HRB低合金鋼、軟合金、銅合金、鋁合金及可鍛鑄鐵等中、低硬低合金鋼、軟合金、銅合金、鋁合金及可鍛鑄鐵等中、低硬度材料。度材料。 HRC一般鋼材，硬度較高的鑄件，淬火回火的合金鋼等。一般鋼材，硬度較高的鑄件，淬火回火的合金鋼等。 HRN、HRT 測極薄工件及氮化層、金屬鍍層的表面硬度。測極薄工件及氮化層、金屬鍍層的表面硬度。 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial

51、 Vehicle Technical Center45（三）硬度計的檢查（三）硬度計的檢查 試驗前，對硬度計的工作狀態進行檢查。試驗前，對硬度計的工作狀態進行檢查。（四）試樣的支撐與固定（四）試樣的支撐與固定 試樣表面、支承面、試驗臺面應清潔和無外界污物（氧化皮、油、試樣表面、支承面、試驗臺面應清潔和無外界污物（氧化皮、油、灰塵等）?；覊m等）。 試樣試樣支撐支撐面應平整，保證試驗力作用方向垂直于試驗面。面應平整，保證試驗力作用方向垂直于試驗面。 試樣應穩固地放置于試驗臺面上，保證在試驗過程中不發生位移和試樣應穩固地放置于試驗臺面上，保證在試驗過程中不發生位移和撓曲。撓曲。 圓柱形試樣要有適當的

52、圓柱形試樣要有適當的支撐，支撐，應注意使壓頭、試樣、應注意使壓頭、試樣、V型槽與硬度型槽與硬度計支座中心對中。計支座中心對中。 任何情況下，不允許壓頭與試臺和支座觸碰。任何情況下，不允許壓頭與試臺和支座觸碰。 試驗過程中，硬度計應避免受到沖擊和振動。試驗過程中，硬度計應避免受到沖擊和振動。 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center46（五）試驗加力和試驗力保持時間（五）試驗加力和試驗力保持時間 使壓頭與試樣表面接觸，無沖擊和振動地施加初試驗力，初試驗力保使壓頭與試樣表面接觸，無沖擊

53、和振動地施加初試驗力，初試驗力保持時間不應超過持時間不應超過3S； 無沖擊無沖擊和振動地將測量裝置調整至基準位置，從初試驗力施加至總試和振動地將測量裝置調整至基準位置，從初試驗力施加至總試驗力驗力F的時間應不小于的時間應不小于1 S且不大于且不大于8 S； 總試驗力保持時間為總試驗力保持時間為4S士士2S。然后卸除主試驗力，保持初試驗力，。然后卸除主試驗力，保持初試驗力，經短時間穩定后，進行讀數；經短時間穩定后，進行讀數； 對于低硬度材料經協商試驗力保持時間可以延長，允許偏差士對于低硬度材料經協商試驗力保持時間可以延長，允許偏差士2S。（六）壓痕間距（六）壓痕間距 兩相鄰壓痕中心之間的距離至少

54、應為壓痕直徑的兩相鄰壓痕中心之間的距離至少應為壓痕直徑的4倍，并且不應小于倍，并且不應小于2 mm；任一壓痕中心距試樣邊緣的距離至少應為壓痕直徑的；任一壓痕中心距試樣邊緣的距離至少應為壓痕直徑的2.5倍，并且倍，并且不應小于不應小于1mm。 如無其他規定，每個試樣上的如無其他規定，每個試樣上的試驗點數不少于試驗點數不少于4點，第點，第1點不計點不計。 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center47 凸圓柱面、凸球面上試驗的洛氏硬度要修正凸圓柱面、凸球面上試驗的洛氏硬度要修正（GB/T

55、 230.1-2004的附錄的附錄C和和D）。）。 洛氏硬度值洛氏硬度值至少應精確至至少應精確至0.5HR，每個試驗一般給，每個試驗一般給出出3個洛氏硬度（個洛氏硬度（JB/T 6050-2006 鋼鐵熱處理零件硬度測試鋼鐵熱處理零件硬度測試通則）通則） 。六、試驗結果處理六、試驗結果處理第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center48 通過變換試驗標尺可測量硬度較高的材料，壓痕較小，通過變換試驗標尺可測量硬度較高的材料，壓痕較小，可用于半成品、成品檢驗和薄件表面硬度檢驗，是生產中應可

56、用于半成品、成品檢驗和薄件表面硬度檢驗，是生產中應用最廣泛的硬度試驗方法。用最廣泛的硬度試驗方法。 壓痕較小，代表性較差。不適于測量組織不均勻材料。壓痕較小，代表性較差。不適于測量組織不均勻材料。不同標尺測得的硬度值彼此無內在聯系，不可直接進行比較。不同標尺測得的硬度值彼此無內在聯系，不可直接進行比較。七、應用范圍及優缺點七、應用范圍及優缺點例如：例如： 50HRC70HRA 50HRC40HRC 50HRB40HRC 第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center49第三節第三節 維氏

57、硬度試驗維氏硬度試驗0 維氏硬度試驗的有關標準維氏硬度試驗的有關標準GB/T 4340-1984 金屬維氏硬度試驗方法金屬維氏硬度試驗方法GB/T 5350-1985 金屬小負荷維氏硬度試驗方法金屬小負荷維氏硬度試驗方法GB/T 4342-1991 金屬顯微維氏硬度試驗方法金屬顯微維氏硬度試驗方法GB/T 4340.1-1999 金金屬維氏硬度試驗屬維氏硬度試驗 第第1部部分：試驗方法分：試驗方法標準替代標準替代GB/T 4340-1984、GB/T 5350-1985、GB/T 4342-1991；等效采用國際標準等效采用國際標準 ISO 6507-1:1997 金屬材料金屬材料 維氏硬度試

58、驗維氏硬度試驗 第第1 部分：試驗方法部分：試驗方法GB/T 4340.1-2009 金金屬材料屬材料 維氏硬度試驗維氏硬度試驗 第第1部分：試驗方法部分：試驗方法2010-04-01起實施；起實施；修改采用國際標準修改采用國際標準 ISO 6507-1:2005 金屬材料維金屬材料維氏硬度試驗氏硬度試驗 第第 1 部分：試驗方法；部分：試驗方法；其中其中 GB/T 4340.1- 1999中的維氏硬度表單獨為中的維氏硬度表單獨為 GB/T 4340.4-2009 金屬材料金屬材料 維氏硬度試驗維氏硬度試驗 第第4部分：硬度值表部分：硬度值表第四章第四章 金屬硬度試驗金屬硬度試驗上海汽車商用車

59、技術中心上海汽車商用車技術中心 Commercial Vehicle Technical Center50GB/T 4340.2-1999 金金屬維氏硬度試驗屬維氏硬度試驗 第第2部部分：硬度計的檢驗與分：硬度計的檢驗與校準校準標準替代：標準替代： GB/T 7664-1987 維氏硬度計維氏硬度計 技術技術條件、條件、GB/T 17198-1997 維氏硬度計（小于維氏硬度計（小于HV0.2）的檢驗）的檢驗等同采用國際標準等同采用國際標準 ISO 6507-2:1997 金屬材料金屬材料 維氏硬度試驗維氏硬度試驗 第第 2 部分：硬度計的檢驗與校準部分：硬度計的檢驗與校準GB/T 4340.

60、3-1999 金金屬維氏硬度試驗屬維氏硬度試驗 第第3部部分：標準硬度塊的標分：標準硬度塊的標定定 標準替代：標準替代： GB/T 7663-1987 標準維氏硬度塊、標準維氏硬度塊、GB/T 17199-1997 標準維氏硬度塊（小于標準維氏硬度塊（小于HV 0.2）的標定）的標定修改采用國際標準修改采用國際標準 ISO 6507-3:1997 金屬材料金屬材料 維氏硬度試驗維氏硬度試驗 第第3部分：標準硬度塊的標定部分：標準硬度塊的標定GB/T 4340.4-2009 金金屬材料屬材料 維氏硬度試驗維氏硬度試驗 第第4部分：硬度值表部分：硬度值表 2010-04-01起實施。單獨將平面維氏