岩石硬度划分

早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。 布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质得刚健，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。 洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。1、钢材的硬度 ：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同， 常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。 便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度； 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

岩石硬度分级是什么?

岩石的硬度等级分为四级: 

1、极坚固岩石f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）。

2、坚硬岩石f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）。

3、中等坚固岩石f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等）。

4、不坚固岩石f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3）。

硬度与抗压强度有一定联系，但也有很大差别。岩石硬度是岩石表面的局部对另一物体压人时的阻力，面岩石强度是岩石整体破碎时的阻力，因此不能把岩石的单轴抗压强度作为岩石硬度的指标。根据理论分析，岩石压人硬度为单轴抗压强度的(1+ 2m)倍。

实验表明，岩石压人硬度与单轴抗压强度之比大约在5~20倍之间。对于钻进破碎岩石来说，岩石的压人硬度比单轴抗庄强度更具有实际意文，因为工具对孔底岩石的破碎方式在大多数情况下是局部压碎，故岩石硬度指标更接近于钻进碎岩的难易程度。

岩石硬度分级

岩石的硬度分为4个等级，即极坚固岩石、坚硬岩石、中等坚固岩石和不坚固岩石。岩石是由一种或几种矿物和天然玻璃组成的，具有稳定外形的固态集合体，由一种矿物组成的岩石称作单矿岩，由数种矿物组成的岩石称作复矿岩。

岩石

岩石是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分，其中，长石是地壳中最重要的造岩成分，比例达到60%，石英则是数量第二多的矿石。

岩石是人类早期工具的重要来源，在人类进化中具有重要意义，因此，人类的第一个文明时期被称为石器时代，岩石一直是人类生活和生产的重要材料和工具。

岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体，按照一定的方式结合而成，是构成地壳和上地幔的物质基础，按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

岩石的硬度是怎样划分的？有什么计算方式吗？人们常用的岩石硬度表述方法是?

岩石级别 坚固程度 代表性岩石

Ⅰ 最坚固 最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。(f=20)

Ⅱ 很坚固 很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)

Ⅲ 坚 固 致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10)

Ⅲa 坚 固 坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。(f=8)

Ⅳ 比较坚固 一般的砂岩、铁矿石 (f=6)

Ⅳa 比较坚固 砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5)

Ⅴ 中等坚固 坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。(f=4)

Ⅴa 中等坚固 各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3)

Ⅵ 比较软 软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏， 无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)

Ⅵa 比较软 碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5)

Ⅶ 软 软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。 (f=1)

Ⅶa 软 软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8)

Ⅷ 土 状 腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6)

Ⅸ 松散状 砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤. (f=0.5)

Ⅹ 流沙状 流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A

表示矿岩的坚固性的量化指标.

人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。

坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。

坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2)

式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。

通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。

如：

① 极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）

② 坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）

③ 中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等）

④ 不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3）

矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。

强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。