鋼材硬度的標(biāo)準(zhǔn)

　　金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

　　一、布氏硬度(HB)

　　用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗力(F)壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示，單位為N/mm2MPa。

　　其計算公式為：

　　式中：F--壓入金屬試樣表面的試驗力，N;

　　D--試驗用鋼球直徑，mm;

　　d--壓痕平均直徑，mm。

　　測定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀，又方便。

　　舉例：120HBS10/1000130：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf(9.807KN)試驗力作用下，保持30s(秒)測得的布氏硬度值為120N/ mm2(MPa)。

　　二、洛氏硬度(HK)

　　洛氏硬度試驗同布氏硬度試驗一樣，都是壓痕試驗方法。不同的是，它是測量壓痕的深度。即，在初邕試驗力(Fo)及總試驗力(F)的先后作用下，將壓頭(金鋼廠圓錐體或鋼球)壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后，卸除主試驗力，用測量的殘余壓痕深度增量(e)計算硬度值。其值是個無名數(shù)，以符號HR表示，所用標(biāo)尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9個標(biāo)尺。其中常用于鋼材硬度試驗的標(biāo)尺一般為A、B、C，即HRA、HRB、HRC。

　　硬度值用下式計算：

　　當(dāng)用A和C標(biāo)尺試驗時，HR=100-e

　　當(dāng)用B標(biāo)尺試驗時，HR=130-e

　　式中e--殘余壓痕深度增量，其什系以規(guī)定單位0.002mm表示，即當(dāng)壓頭軸向位移一個單位(0.002mm)時，即相當(dāng)于洛氏硬度變化一個數(shù)。e值愈大，金屬的硬度愈低，反之則硬度愈高。

　　上述三個標(biāo)尺適用范圍如下：

　　HRA(金剛石圓錐壓頭)20-88

　　HRC(金剛石圓錐壓頭)20-70

　　HRB(直徑1.588mm鋼球壓頭)20-100

　　洛氏硬度試驗是目前應(yīng)用很廣的方法，其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中使用僅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可適用于測定由極軟到極硬的金屬材料，它彌補(bǔ)了布氏法的不是，較布氏法簡便，可直接從硬度機(jī)的表盤讀出硬度值。但是，由于其壓痕小，故硬度值不如布氏法準(zhǔn)確。

　　三、維氏硬度(HV)

　　維氏硬度試驗也是一種壓痕試驗方法，是將一個相對面夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗力(F)壓入試驗表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量壓痕兩對角線長度。

　　維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得之商，其計算公式為：

　　式中：HV--維氏硬度符號，N/mm2MPa;

　　F--試驗力，N;

　　d--壓痕兩對角線的算術(shù)平均值，mm。

　　維氏硬度采用的試驗力F為5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)KgfN等六級，可測硬度值范圍為5～1000HV。

　　表示方法舉例：640HV30/20表示用30Hgf(294.2N)試驗力保持20S(秒)測定的維氏硬度值為640N/mm2MPa。

　　維氏硬度法可用于測定很薄的金屬材料和表面層硬度。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點，而克服了它們的基本缺點，但不如洛氏法簡便。維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用。