今天說的“硬度”是砂輪加工對(duì)象——鋼的硬度，與砂輪硬度可是截然不同的。

硬度，物理學(xué)專業(yè)術(shù)語，是材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。由于規(guī)定了不同的測試方法，所以有不同的硬度標(biāo)準(zhǔn)。

壓入法（布氏、洛氏、維氏）測量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時(shí)所引起的塑性變形的能力。

不同硬度標(biāo)準(zhǔn)的介紹

1、洛氏硬度

洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，三種壓頭，它們共有9種組合，對(duì)應(yīng)于洛氏硬度的9個(gè)標(biāo)尺。這9個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。常用的有HRA、HRB和HRC三種，其中HRC應(yīng)用最廣，HRC標(biāo)尺的使用范圍是20~70HRC。

當(dāng)硬度值小于20HRC時(shí)，因?yàn)閴侯^的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時(shí)應(yīng)改用HRB標(biāo)尺；當(dāng)試樣硬度大于67HRC時(shí)，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會(huì)大大縮短，因此一般應(yīng)改用HRA標(biāo)尺。

2、維氏硬度

維氏硬度測量原理與布氏硬度相似。采用相對(duì)面夾角為136°金剛石正四棱錐壓頭，以規(guī)定的試驗(yàn)力F壓入材料的表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值，標(biāo)記符號(hào)為HV。

維氏硬度測量范圍大，可測量硬度為10~1000HV范圍的材料，壓痕小，一般用來測量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。

3、布氏硬度

用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球作壓頭，以相應(yīng)的試驗(yàn)力F壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，得到一直徑為d的壓痕。用試驗(yàn)力除以壓痕表面積，所得值即為布氏硬度值，符號(hào)用HBS或HBW表示。

HBS和HBW的區(qū)別是壓頭的不同。HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用于測定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。HBW表示壓頭為硬質(zhì)合金，用于測定布氏硬度值在650以下的材料。

同樣的試塊，當(dāng)其它試驗(yàn)條件完全相同的情況下，兩種試驗(yàn)結(jié)果不同，HBW值往往大于HBS值，而且并無定量的規(guī)律所循。

布氏硬度測量法適用于鑄鐵、非鐵合金、各種退火及調(diào)質(zhì)的鋼材，不宜測定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。

不同硬度標(biāo)準(zhǔn)的換算

各種硬度標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)含 義不同，相互不能直接換算，但可通過試驗(yàn)加以對(duì)比。

1.努氏硬度與維氏硬度的換算

（1）以相同硬度的物體對(duì)努氏維氏兩種壓頭具有相等的抗力為依據(jù)，分別對(duì)維氏努氏兩種壓頭在加載荷下的應(yīng)力進(jìn)行推導(dǎo)，得出：HV=0.968HK。

本公式是在低載荷下測得，誤差比較大。此外在硬度值大于HV900時(shí)，此公式誤差很大，失去參考價(jià)值。

(2)經(jīng)過推導(dǎo)與修正，提出努氏硬度與維氏硬度的換算公式為

經(jīng)實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證，該公式的最大相對(duì)換算誤差為0.75%，具有較高的參考價(jià)值。

2.洛氏硬度與維氏硬度的換算

(1)洛氏硬度與維氏硬度的換算公式為：

此公式用我國公布的黑色金屬硬度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，其HRC誤差基本上在±0.4HRC 范圍內(nèi)，其最大誤差也僅是0.9HRC，計(jì)算的HV誤差最大為±15HV。

(2)通過對(duì)洛氏硬度與維氏硬度壓痕深度關(guān)系曲線的分析得出公式

本公式與國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)換算值對(duì)照,換算式計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值之誤差為±0.1HRC。

(3)根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用線性回歸的方法對(duì)洛氏硬度與維氏硬度的換算進(jìn)行探討，得出公式：

本公式適用范圍小，誤差較大，但計(jì)算簡便，在對(duì)精度要求不高時(shí)可以使用。

3.洛氏硬度與布氏硬度的換算

(1)對(duì)布氏壓痕和洛氏壓痕深度關(guān)系進(jìn)行分析，得出換算公式

計(jì)算結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值對(duì)照，換算式計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值之誤差為±0.1HRC。

(2)根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用線性回歸法得到公式

公式誤差偏大，使用范圍偏小，但計(jì)算簡便，在對(duì)精度要求不高的情況下可以使用。

HRC/HB近似換算小竅門

硬度高于20HRC?，1HRC≈10HB，

硬度低于20HRC，1HRC≈11.5HB。

備注：對(duì)于切削加工，基本可統(tǒng)一換算1HRC≈10HB（工件材料硬度有波動(dòng)范圍）

4.布氏硬度與維氏硬度的換算

布氏硬度與維氏硬度的關(guān)系，得出公式

此公式換算結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)換算值對(duì)照，換算誤差為±2HV。

5.努氏硬度與洛氏硬度的換算

因?yàn)榕嫌捕扰c洛氏硬度的對(duì)應(yīng)曲線類似于拋物線，故由曲線得出近似的換算公式為

此公式比較精確，可以作為使用參考。