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【福贝尔分享】强度与硬度是一家吗？

文章出处：网责任编辑：作者：人气：-发表时间：2018-11-13 09:28:56 【大中小】

【福贝尔分享】强度与硬度是一家吗？

在我们的日常生活中，可能会将强度与硬度划分为同一概念，但在物理试验以及工业检测中，强度与硬度是两个截然不同的概念，虽然在应用上会有相似的地方，但却不可同一而语。接下来，就给大家讲一讲关于强度与硬度之间的区别。

强度指的是金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，而硬度则指的是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。就像玻璃等硬而脆的物质，虽然其硬度大但却强度小。

强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。也就是说，强度是衡量零件本身承载能力(即抵抗失效能力)的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出。

机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度(弯曲疲劳和接触疲劳等)、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。试验钢铁硬度的普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法。

硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等)、划痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及显微硬度、温硬度等多种方法。

强度与硬度对于同系列的金属，二者可以有一定的对应关系，但却不是对等。强度测量往往需要彻底毁坏材料，而硬度试验则毁坏较小或不毁坏。所以校定的硬度强度换算关系被用来由硬度推算强度。

实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。根据德国标准DIN50150，以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。

抗拉强度（N/mm²）	维氏硬度HV	布氏硬度HB	洛氏硬度HRC
250	80	76.0	-
270	85	80.7	-
285	90	85.2	-
305	95	90.2	-
320	100	95.0	-
335	105	99.8	-
350	110	105	-
370	115	109	-
380	120	114	-
400	125	119	-
415	130	124	-
430	135	128	-
450	140	133	-
465	145	138	-
480	150	143	-
490	155	147	-
510	160	152	-
530	165	156	-
545	170	162	-
560	175	166	-
575	180	171	-
595	185	176	-
610	190	181	-
625	195	185	-
640	200	190	-
660	205	195	-
675	210	199	-
690	215	204	-
705	220	209	-
720	225	214	-
740	230	219	-
755	235	223	-
770	240	228	20.3
785	245	233	21.3
800	250	238	22.2
820	255	242	23.1
835	260	247	24.0
850	265	252	24.8
865	270	257	25.6
880	275	261	26.4
900	280	266	27.1
915	285	271	27.8
930	290	276	28.5
950	295	280	29.2
965	300	285	29.8
995	310	295	31.0
1030	320	304	32.2
1060	330	314	33.3
1095	340	323	34.4
1125	350	333	35.5
1115	360	342	36.6
1190	370	352	37.7
1220	380	361	38.8
1255	390	371	39.8
1290	400	380	40.8
1320	410	390	41.8
1350	420	399	42.7
1385	430	409	43.6
1420	440	418	44.5
1455	450	428	45.3
1485	460	437	46.1
1520	470	447	46.9
1555	480	(456)	47.7
1595	490	(466)	48.4
1630	500	(475)	49.1
1665	510	(485)	49.8
1700	520	(494)	50.5
1740	530	(504)	51.1
1775	540	(513)	51.7
1810	550	(523)	52.3
1845	560	(532)	53.0
1880	570	(542)	53.6
1920	580	(551)	54.1
1955	590	(561)	54.7
1995	600	(570)	55.2
2030	610	(580)	55.7
2070	620	(589)	56.3
2105	630	(599)	56.8
2145	640	(608)	57.3
2180	650	(618)	57.8
	660		58.3
	670		58.8
	680		59.2
	690		59.7
	700		60.1
	720		61.0
	740		61.8
	760		62.5
	780		63.3
	800		64.0
	820		64.7
	840		65.3
	860		65.9
	880		66.4
	900		67.0
	920		67.5
	940		68.0

利用布氏硬度压痕直径直接换算出工件的洛氏硬度

在生产现场，由于受检测仪器的限制，经常使用布氏硬度计测量大型淬火件的硬度。如果想知道该工件的洛氏硬度值，通常的方法是，先测量出布氏硬度值，然后根据换算表，查出相对应的洛氏硬度值，这种方式显然有些繁琐。

那么，能否根据布氏硬度计的压痕直径，直接计算出工件的洛氏硬度值呢？答案当然是肯定的。根据布氏硬度和洛氏硬度换算表，可归纳出一个计算简单且容易记住的经验公式：HRC =（479-100D）/4，其中D为Φ10mm钢球压头在30KN压力下压在工件上的压痕直径测量值。该公式计算出的值与换算值的误差在0.5 ～ -1范围内，该公式在现场用起来十分方便，您不妨试一试。

硬度换算公式

1. 肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12

2. 肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15

3. 勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)

4. 洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3

硬度测定范围

HS<100

HB<500

HRC<70

HV<1300

硬度换算表
HV	HRC	HBS	HV	HRC	HBS	HV	HRC	HBS
940	68		560	53		300	29.8	284
920	67.5		550	52.3	505	295	29.2	280
900	67		540	51.7	496	290	28.5	275
880	66.4		530	51.1	488	285	27.8	270
860	65.9		520	50.5	480	280	27.1	265
840	65.3		510	49.8	473	275	26.4	261
820	64.7		500	49.1	465	270	25.6	256
800	64		490	48.4	456	265	24.8	252
780	63.3		480	47.7	448	260	24	247
760	62.5		470	46.9	441	255	23.1	243
740	61.8		460	46.1	433	250	22.2	238
720	61		450	45.3	425	245	21.3	233
700	60.1		440	44.5	415	240	20.3	228
690	59.7		430	43.6	405	230	18
680	59.2		420	42.7	397	220	15.7
670	58.8		410	41.8	388	210	13.4
660	58.3		400	40.8	379	200	11
650	57.8		390	39.8	369	190	8.5
640	57.3		380	38.8	360	180	6
630	56.8		370	37.7	350	170	3
620	56.3		360	36.6	341	160	0
610	55.7		350	35.5	331
600	55.2		340	34.4	322
590	54.7		330	33.3	313
580	54.1		320	32.2	303
570	53.6		310	31	294