热处理与硬度

常用钢铁材料选用及热处理

通常情况下，在图纸中使用HB和HRC表示，表中HV数据用于衡量HB和HRC，图纸中不常使用HV表示硬度。

牌号	热处理	常用硬度标识			标注代号	应用举例
牌号	热处理	HB	HRC	HV	标注代号	应用举例
Q235A	-	≈120		≈130		通常用于要求不高的日常工程项目，如市政设施、护栏围栏等，这些项目通常不需要极高的材料强度或耐久性。
Q235B	-	≈120		≈130		通常用于对强度和耐用性要求较高的建筑和工程施工中，如大型建筑、工业设施等。
Q235B	热时效	≈120		≈130		对形位公差要求高的焊接结构件进行时效处理，如设备底座、立柱、横梁等，消除焊接和加工产生的内应力，减小变形。
45#	-	170-217		176-222		用于承受负荷不大的轴类、圆盘类零件。
	调质	217-255		222-256	T235	消除加工应力，提高综合机械性能，具有良好的强度和韧性，一般用于低中载荷轴类、易产生疲劳的零件。
	淬火		31-40	296-381	C35	用于具有较高强度的螺钉螺母、等各种自制的标准件，如螺纹接头、可调螺纹挡铁、辊轴上的锥形锁套。
	淬火		38-47	360-468	C42	提高零件硬度及耐磨性，变形相对较大，一般用于小尺寸精度要求低的零件，如限位撞块、自制销轴等。
	高频淬火		43-52	416-544	G48	一般用于局部要求耐磨，芯部保证韧性，变形小，如链轮、齿轮的齿部。
20Cr	渗碳淬火		55-62	596-745	S0.8-C59	小型截面零件，提高零件表面耐磨性，同时保证芯部韧性，韧性相比于16CrMn稍差但强度较高，常用于定位销、齿轮等。
40Cr	调质	220-250		225-253	T235	具有良好综合力学性能、低温冲击韧性、高强度和高耐磨性，常用于制造中速、中载零件，如传动轴、连杆、齿轮等。
	淬火		47-56	468-615	C52	用于要求硬度、耐磨性高的零件
	高频淬火		47-56	468-615	G52	用于重负荷，低冲击及要求耐磨的蜗杆、轴、套、环等
GCr15	淬火		56-63	615-770	C60	轴承钢，具有高硬度、高耐磨性，常用于制造轴承、滚珠、滚柱、导柱、轴套等零件。
16CrMn	渗碳淬火		55-62	596-745	S0.8-C59	小型截面零件，提高零件表面耐磨性，同时保证芯部韧性，常用于定位销、齿轮等。
42CrMo	调质	220-250		225-253	T235	具有良好综合力学性能、具有较高的强度和韧性，常用于制造大尺寸零件，如大尺寸传动轴、连杆、齿轮等。
	淬火		36-45	332-441	C42	如机床主轴、变速箱输出轴、起重机卷筒轴等，需要足够的扭转强度以及一定的冲击韧性。在中负荷或较高载荷场合下使用的齿轮，要求耐磨且兼顾冲击载荷
	渗氮			≥450	D0.15-500	精密小齿轮或齿轴，在传动时只需要浅层高硬度即可满足耐磨需求，中心仍需一定强度或刚度。各种小型零件的销轴、凸轮，要求表面耐磨，但整体尺寸不大，不需要深层硬化，以免材料变脆。
Cr12MoV	淬火		56-63	615-770	C60	极高硬度和耐磨性、耐腐蚀性、抗变形、高强度、高淬透性，相对Cr12韧性更好，适合制造大尺寸冷作模具。
SKD11	淬火		56-63	615-770	C60	相比Cr12MoV，具有更好的韧性和淬透性，具有良好的尺寸稳定性，适合制造形状复杂、大尺寸、大载荷、高精密模具。
65Mn	淬火		41-48	393-482	C45	要求表面耐磨，但整体尺寸不大，不需要深层硬化，以免材料变脆。
65Mn	淬火		54-61	578-721	C58	具有更好的耐磨性和韧性，用于制造弹簧、弹性零件。

热处理工艺方法	热处理工艺代号	标注方法举例
调质	T	T235----表示调质后硬度为HB220～250
淬火	C	C48----表示淬火回火后硬度中淬透材料为HRC44～51；低淬透材料为HRC43～52
感应淬火	G	G52----表示感应淬火回火后硬度中淬透材料为HRC49～56；低淬透材料为HRC48～57
渗碳淬火	S-C	S0.8-C59----表示渗碳层深度在0.8～1.2mm, 淬火回火后硬度为HRC55～62
渗氮	D	D0.15-500----表示氮化层深度在0.15～0.25,硬度为HV≥450 D0.15-900----表示氮化层深度在0.15～0.25,硬度为HV≥850

局部热处理零件需将有硬度要求的部位，在图形上用粗点划线框出。如果是轴对称零件，也可用一条粗点划线画在热处理部位外侧表示。局部热处理零件必须在技术要求的文字说明中写明“局部热处理”字样，并在图样上标出需热处理的部位和技术要求，见下图

不同硬度标识的含义

在金属材料及零件的制造图纸或技术文件中，经常可以看到不同形式的硬度标识，如 HRC、HRB、HV、HB 等。这些符号对应着不同的硬度测试方法，以及各自适用的材料与测试条件。本文将对常见的硬度标识进行简要分析，并说明为什么图纸上会出现不同的硬度标识方式。

1. 硬度的概念及意义

硬度是衡量材料抵抗局部塑性变形能力的一项指标。它与材料的强度、耐磨性、耐冲击性等都密切相关。在零件设计和制造中，明确硬度范围和要求对于确保材料在使用过程中的性能至关重要。

2. 不同硬度测试方法的特点

Rockwell 硬度（HR）
- HRB：使用直径 1.588 mm 的硬质合金球作为压头，常测量中硬或偏软的材料，如退火钢、铜合金、部分铸铁等。
- HRC：使用金刚石圆锥压头，常测量高硬度材料，如淬火钢、工具钢、不锈钢等。
- HRA：也使用金刚石圆锥压头，但试验力与 HRC 不同，适用于测量硬质合金或较薄钢板等硬而薄的材料。
维氏硬度（HV）
- 用金刚石正四棱锥体（顶角 136°）进行压痕测量，适用范围广，从非常软到非常硬的金属都可以测试。
- 对薄材料、小试样甚至微区硬度（如表面处理层）测量十分方便。
布氏硬度（HB）
- 一般使用一定直径的钢球或硬质合金球，施加一定试验力，得出压痕直径来计算硬度值。
- 常用于测量较软金属及较大工件，压痕较大便于宏观观察。

3. 为什么会出现不同的标识方法

材料特性不同
- 不同的材料——如钢、铸铁、铜合金、铝合金等——其硬度范围与物理特性不同，需要选择合适的硬度测试方法。例如高硬度的淬火钢更适合用 HRC 测试，而退火钢或铜合金通常会用 HRB 或 HB。
零件结构或尺寸限制
- 对大型、厚重工件可较方便地使用布氏硬度（HB），因为压痕相对较大，易于测量。
- 对于薄壁或小型零件，维氏硬度（HV）或表面 Rockwell 硬度则更合适。
加工与热处理要求
- 不同热处理状态（如渗碳、淬火回火、退火、正火等）导致硬度分布和范围差异，也对应不同的硬度检验方法。设计人员会根据材料及热处理工艺选定最适合的硬度标识方式。
行业及标准差异
- 各行业、各企业在技术标准或规范中，可能对某种硬度方法更为熟悉或常规化。例如某些机械行业偏好使用 HRC，而其他行业可能更常用 HB 或 HV。
测试难易度与测量精度
- 同样硬度范围下，针对批量检测或微小尺寸测试，维氏硬度的测量精度和适应性较 Rockwell 更好。但 Rockwell 硬度测试方法简便快捷，在生产线上更常使用。

4. 总结

在设计图纸和技术规范中，同时出现 HRC、HRB、HV 或 HB 等标识，主要是因为不同硬度测试方法有其特定适用范围，并且能够满足材料、零件外形及热处理状态等多重需求。只有选用最合适的硬度测试方法，才能获得准确的数据，以保证材料及零件的综合性能和服役寿命。

在实际应用中，工程师应结合材料属性、零件形状和生产条件，综合评估后选择最能反映材料真实性能的硬度标示方式，并在图纸或技术文件中予以明确标注。

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