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硬度测试简介

硬度测试是材料科学和工程的关键方面，用于测量材料对永久变形的抗性, 抓挠, 切割, 或穿.

最著名的硬度测试方法是维克斯硬度 (HV) 测试和Rockwell硬度测试在C量表上 (HRC).

维克斯硬度 (HV) 测试

维克斯硬度测试, 开发 1921 罗伯特·L. 史密斯和乔治E. 桑德兰在维克斯有限公司工作时, 采用一个基于方形的钻石金字塔缩进器 136 学位.

该测试计算硬度 (HV) 通过划分测试力 (以千克力量) 按材料产生的压痕的表面积:

$$hV=\frac{f}{\mathrm{一个}},$$

在哪里

$f$

是在kgf中施加的测试力吗 (千克力量), 和

$\mathrm{一个}$

是压痕的表面积 (在mm²中). 测量值通常描述为HV，然后是所使用的力 (例如, HV500表示 500 kgf应用了).

罗克韦尔硬度 (HRC) 测试

Rockwell硬度测试是由Stanley P开发的. 洛克威尔和休·M. 罗克韦尔在20世纪初. 它测量了施加在凹痕上的负载所产生的压痕的深度. 罗克韦尔C量表 (HRC) 使用钻石锥凹痕称为“野蛮”凹痕, 具有120度角，通常使用主要负载 150 kgf. 洛克威尔硬度价值由:

$$hrC=100-\frac{h}{0.002},$$

在哪里

$h$

是穿透深度 (以毫米) 一旦删除了次要负载.

转换维克斯 (HV) 到罗克韦尔 (HRC)

不同尺度上的硬度值不是通过简单方程直接可转换的，因为每种测试方法都采用并以不同的方式测量对凹痕的阻力. 尽管如此, 经验转换表和近似公式是根据大多数常见金属的广泛实验数据开发的.

从维克斯硬度到洛克威尔c硬度的一个大约转换公式是:

$$hrC\approx 0.6965\times hV-14.15,$$

然而, 还有其他近似转换方程，例如:

$$hV\approx \frac{hrC+0.2\times hrC+14.54}{0.1}.$$

然而, 这种公式应谨慎使用，因为这些关系可能会根据特定材料特征有很大变化.

如何解释硬度转换图表

标准化转换图, 例如ASTM International在ASTM E140中提供的, 提供一种更可靠的方式来在HV和HRC之间进行转换.

这是这样的桌子的一部分 (应用ASTM E140验证实际值):

逐步转换过程

1. 确定给定的维克斯硬度价值 (HV): 例如, HV值为 600 意味着材料具有Vickers的硬度 600 kgf/mm².
2. 使用标准转换表或大约公式:
   • 根据先前给出的转换表, HV值为 600 对应于大约HRC值 55.

逐步转换的另一个变体可以如此:

1. 使用公式
   $hrC\approx 0.6965\times hV-14.15$

   为了

   $hV=600$

   :

$$hrC\approx 0.6965\times 600-14.15,$$

$$hrC\approx 417.9-14.15,$$

$$hrC\approx 403.75.$$

然而, 这个结果似乎是因为Vickers的硬度 600 应该是附近的HRC值 55 根据桌子.

因此, 更可靠的转换表应始终优先于近似公式.

可能使用的另一个公式是:

$$hrC\approx 0.0685\times hV-21.2.$$

所以, 在诸如ASTM E140之类的官方表中可能会找到一个更“现实的”，该表提供了基于经验数据的直接价值.

结论

利用准确的方法来转换Vickers的硬度值 (HV) 到Rockwell C量表 (HRC) 对于工程师和物质科学家来说是必不可少的.

进行此转换的最可靠方法是使用标准硬度转换表，例如ASTM E140提供的表.

重要的是要记住，这些价值观是经验的，并且可能会根据材料类型和硬度范围具有错误的余地.