洛氏测量压头在载荷下压入材料多深;布氏测量载荷移除后留下的压痕直径。被测物的这一个差别驱动其余一切——用哪种压头、测试跑多快、每种方法适合哪些材料。
每种试验实际如何进行
洛氏先施加预载,再施加主载,压头为 120° 金刚石圆锥或小的硬质合金/钢球(1/16″ 到 1/2″),总载荷大致在 60–150 kgf 区间。机器直接读取永久压入深度、立即显示硬度值——没有单独的测量步骤。标准:ASTM E18。
布氏在重得多的载荷下把大的硬质合金球——常见 10 mm——压入材料,典型 500–3,000 kgf。载荷移除后测量圆形压痕的直径(传统上在显微镜下),由直径、球径和载荷计算硬度值。标准:ASTM E10。
对比表
| 特性 | 洛氏(HR) | 布氏(HBW) |
|---|---|---|
| 测量什么 | 压痕深度 | 压痕直径 |
| 压头 | 120° 金刚石圆锥或小硬质合金/钢球 | 大硬质合金球(典型 10 mm) |
| 载荷 | 约 60–150 kgf | 约 500–3,000 kgf |
| 结果 | HRA、HRB、HRC 等 | HBW |
| 测试速度 | 快——10–15 秒,直接读数 | 较慢——30–60 秒,需要测量压痕 |
| 压痕尺寸 | 小 | 大、清晰可见 |
| 最适合 | 生产检测、热处理钢、成品/薄件 | 铸件、锻件、粗大或非均匀组织 |
| 标准 | ASTM E18 | ASTM E10 |
为什么洛氏更快——以及为什么那要紧
因为洛氏直接从机器读取压入深度,没有单独的测量步骤:数字 10–15 秒可得。布氏需要事后测量压痕直径,每次读数 30–60 秒。在按数百件检查热处理件的生产线上,那个速度差是决定性因素——不是边际便利。
为什么某些材料布氏仍然赢
布氏的大压头和重载荷在更大的面积上平均硬度,使它在铸件、锻件和任何粗大或非均匀晶粒结构的材料上更可靠——粗大铸件上的小洛氏压痕可能整个落在一颗晶粒内、给出误导性读数。布氏更大的作用面积把那个波动抹平。
为什么 specifically 淬硬钢用洛氏 C(HRC)
“洛氏”不是一个试验——它是一族标尺(A、B、C、D 及更多),以压头和载荷区分。洛氏 C(HRC)是淬硬钢、工具钢和轴承滚道最常被指定的标尺,它有自己的定义参数:120° 金刚石圆锥压头、150 kgf 主载(10 kgf 预载)、实用区间约 20–70 HRC。那个区间正好对上淬硬钢的实际需要——相比之下洛氏 B 用更软的球压头,适合未淬硬或较软材料,不适合工具钢。
相比之下,布氏常用到约 650 HBW。超过那个区间就不实用了,因为更硬的材料开始让球压头自身变形——这是淬硬钢图纸上默认标 HRC 而不是布氏的又一个原因。
把硬度换算为近似抗拉强度
对普通碳钢,布氏硬度与抗拉强度有粗略的经验关系:
- 抗拉强度 (psi) = Bhn × 515(布氏数 175 以下)
- 抗拉强度 (psi) = Bhn × 490(布氏数 175 以上)
这个关系 specific 于均质状态的普通碳钢、合金钢和工具钢——它不适用于非奥氏体与奥氏体的对比或大多数有色金属,铝合金是来源提及但未给出单独系数的可能例外。不在普通碳钢/合金钢上使用这个公式之前,先查材料专属的图表。
该用哪种试验?
- 成品件、热处理部件、薄件、大批量生产检查——洛氏(按预期硬度区间选标尺——淬硬钢通常 HRC、较软材料 HRB)。
- 铸件、锻件,或任何粗大或非均匀晶粒结构的材料——布氏。
- 不确定该指定哪个标尺——先查预期硬度区间;洛氏 C 顶到约 70 HRC、布氏约 650 HBW,材料的可能硬度通常自己就把正确的试验指出来了。
