常用钢材金属材料硬度对照表合集

董敬松¹³³³⁷⁸⁸³⁰⁸⁶ 钢铁材料2021-12-17 10:351986

钢材测试使用的硬度计及钢材硬度对照表

金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。

A、布氏硬度(HB)

用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。

B、洛氏硬度(HR)

洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压痕的深度。即,在初邕试验力(Fo)及总试验力(F)的先后作用下,将压头(金钢厂圆锥体或钢球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量(e)计算硬度值。其值是个无名数,以符号HR表示,所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C,即HRA、HRB、HRC。

洛氏硬度试验是目前应用很广的方法,其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料,它弥补了布氏法的不便,较布氏法简便,可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小,故硬度值不如布氏法准确。

C、维氏硬度(HV)

维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,是将一个相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力(F)压入试验表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量压痕两对角线长度。

随着硬度计制造技术的**,各种便携式仪器,特别是高精度便携式仪器不断出现,使得硬度测试实现了简单、快捷和准确。使现场硬度检测,生产线上的硬度控制及大工件的准确硬度检测成为可能。

常用钢热处理硬度一览表

钢号	参考直径与厚度	推荐硬度		备注
钢号	参考直径与厚度	HB	压痕直径	备注
35	Φ≤10	388-321	3.1-3.4
	Φ≤20	321-269	3.4-3.7
	Φ30-Φ40	285-229	3.6-4.0
	厚度≤20板	269-217	3.7-4.1
	厚度≤40	229-187	4.0-4.4
40	Φ≤25	388-321	3.1-3.4	表面淬火硬度 HRC≥38
	Φ≤40	321-269	3.4-3.7
	Φ≤50	285-229	3.6-4.0
	厚度≤20板	285-241	3.6-3.9
	厚度≤40	241-207	3.9-4.2
45	Φ≤25	477-388	2.8-3.1	表面淬火硬度: Φ≥100时 HRC≥40 Φ≤100时 HRC≥45 HRC≥48
	Φ≤40	388-321	3.1-3.4
	Φ≤60	321-269	3.4-3.7
	Φ≤75	285-229	3.6-4.0
	厚度≤20板	321-269	3.4-3.7
	厚度≤40板	285-229	3.6-4.0
	厚度≤60板	241-207	3.9-4.2
50	Φ≤40	477-388	2.8-3.1

钢号	参考直径与厚度	推荐硬度		备注
		HB	压痕直径
40Cr 30CrMoA 35CrMo 40Mn2	Φ≤30	477-388	2.8-3.1	表面淬火硬度 HRC≥45
	Φ≤50	388-321	3.1-3.4
	Φ≤80	321-269
	Φ≤120	285-229

合金铸钢

钢号	推荐硬度范围
钢号	布氏硬度HB	压痕直径
ZG32MnMo ZG32MnMo1	321-269	3.4-3.7
	285-241	3.6-3.9
	255-217	3.8-4.1

铸钢

钢号

推荐硬度范围

布氏硬度HB

压痕直径

ZG35(ZG270-500)

ZG45(ZG310-570)

ZG55(ZG340-640)

参照碳素中碳钢

		钢号	模数 m滲		渗碳层厚mm		表面硬度HRC	芯部硬度HRC
渗碳		12CrNi3A	3.0-4.5		0.6-0.9		≥58	26-40
			1.75-2.5		0.5-0.7		≥54
		18CrNi4WA	2.75-3.85		0.7-1.0		≥54
			4.5		0.8-1.1		≥56
			伞齿轮 m≥7.72		0.8-1.1		≥56	35-45
					0.8-1.2		≥54	35-45
		20Cr2Ni4A (12Cr2Ni4A)	5-5.5		1.4-1.7		≥60	35-49 12Cr2 Ni4A: 35-45
					1.3-1.6
			7		1.3-1.7		≥60
			8-9		1.3-1.7		≥60
					1.6-1.9
					1.5-1.8
	20CrMnTi		3.5-4.5	0.9-1.3		58-63		33-48

钢号	推荐硬度
GCr15	HRC≥58
GCr9	HRC≥58

	钢号	模数 m滲	渗碳层厚mm	表面硬度HRC
碳氮共渗	12CrNi3A 20CrMnTi 20Cr	<4	0.5-0.8	≥56
	12CrNi3A 20CrMnTi 20Cr	4-6	≥0.6	≥56
	20Cr2Ni4A 12Cr2Ni4A 30CrMnTi	<4	0.5-0.8	≥58
	20Cr2Ni4A 12Cr2Ni4A 30CrMnTi	4-6	≥0.6	≥58
	20Cr2Ni4A 12Cr2Ni4A 30CrMnTi	≥7	0.7-0.8	≥58

渗碳钢

钢号	推荐硬度HB	备注
18Cr2Ni4WA 20Cr2Ni4A	375-311	18Cr2Ni4WA可制造发动机曲轴\变速箱主轴\被动轴等 20Cr2Ni4A可造齿轮等
	444-341
	444-321

钢号	参考直径与厚度	推荐硬度	备注
钢号	参考直径与厚度	HB	备注
38CrSi 42CrMo 45CrNi	Φ≤30	477-388	表面淬火硬度: HRC≥42 HRC≥45 HRC≥48
	齿轮类	415-341
	带齿发兰盘	388-321
	Φ≤80	341-285
	Φ≤100	321-269
	Φ≤120	302-255
	Φ≥120	285-229
30CrMnSiA 35CrMnSiA		388-302	垫圈等
		321-269	摩擦片等
		285-241	套筒扥

不锈钢

钢号	推荐硬度HB	备注
2Cr13	302-255
3Cr13 4Cr13	341-285	表面淬火硬度: 支撑衬套 HRC≥50
3Cr13 4Cr13	285-355	表面淬火硬度: 支撑衬套 HRC≥50

弹簧钢

钢号	推荐硬度HRC	备注
65		冷硬钢丝Φ6以下
70		冷硬钢丝Φ6以下
85	36-42	一般用于厚度不大于15的小截面弹簧\薄片或垫圈等
	38-48
	47-54
60Mn	36-42	制造大尺寸的弹簧\板簧\发条\**等
60Mn	40-48	制造大尺寸的弹簧\板簧\发条\**等
65Mn	42-50	制造大尺寸的弹簧
60Si2Mn 60SiMnA	41-49	适用于板簧
60SiMnWA	41-49	大截面重载弹簧
70Si3MnA	44-52	大截面重载弹簧
50CrVA	40-48	大截面重载弹簧活300℃以下工作的弹簧
50CrVA	42-50	大截面重载弹簧活300℃以下工作的弹簧
45CrNiMoVA	41-47	弹性轴类
60Si2CrV 50CrMnVA 55SiMnMoV 55SiMnMoB	45-52	大截面重载弹簧

区别和换算

硬度:是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。普通的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、维氏硬度(HV),橡胶塑料邵氏硬度(HA,HD)等硬度其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。流行的里氏硬度(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。

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)。
●目前常用的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。时代公司生产的TH系列里氏硬度计就有此功能,是传统台式硬度机的有益补充!”(详细情况请点击《里氏硬度计SF-TOP1/HL1000B/HL1000D/HL2000/TIME5306/TIME5302便携式系列》)

1、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)。

2、HR-洛式硬度

洛式硬度(HR-)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1.59mm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。