航空材料的金属硬度试验与轴向拉伸试验

金属硬度试验与轴向拉伸试验一样，也是一种应用最广泛的力学性能试验方法。硬度试验方法有十几种，基本上可分为压入法、回跳法和刻画法三大类。在工业生产中广泛应用的布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等都属于压入法硬度。

硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。硬度是指金属在表面上的不大体积内抵抗变形或者破裂的能力。表征哪一种抗力，则随试验方法不同而异。例如，刻画法硬度主要表征金属抵抗表面局部破裂的能力；回跳法硬度则表征金属弹性变形功的大小；而压入法硬度则表征金属抵抗变形的能力。由于在压痕以下不同深度处，金属所承受的应力和所产生变形程度不同，因此，压入法硬度值综合反映了压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、形变强化能力以及大量塑性变形抗力等物理量的大小。

压入法硬度试验，操作迅速方便，又不损坏零件，适用于日常成批检验，同时又敏感地反映出材料的化学成分、组织结构的差异，因而被广泛用来检查热处理工艺质量。

硬度试验一般仅在金属表面局部体积内产生很小的压痕，通常视为无损检测，因而对大多数机件可用成品进行试验而无须专门加工试样。同时，用硬度试验也易于检查金属表面层情况，如脱碳与渗碳，表面淬火以及化学热处理后的表面质量等。

金属的硬度与抗拉强度R_m之间近似地成正比关系，如R_m值和布氏硬度值HBW之间近似关系可写成(www.xing528.com)

R_m=KHBW （6-1）

对于不同的材料，有不同的K值。对铜及铜合金和不锈钢，K值为0.4～0.55；对钢铁材料，K值为0.33～0.36，粗略地认为K=1/3，铝合金也基本如此。试验结果表明，钢铁材料的旋转弯曲疲劳极限σ_-1大致相当于R_m/2，R_m又大约相当于1/3HBW，因此，σ_-1就相当于HBW/6，即σ_-1≈0.16HBW。需要指出的是，此时求出的抗拉强度R_m、疲劳极限σ_-1的估计值的单位为kgf/mm²（1kgf/mm²=9.80665MPa）。

同时，金属的硬度与其冷成形性、切削性、焊接性等工艺性能之间也存在某些关系，故硬度可作为评定工艺性能的参考。

目前还没有普遍适用的精确方法将某种硬度值换算成其他硬度值或抗拉强度值，除非通过对比试验得到相关的换算依据或产品标准另有规定，否则应避免这种换算。