2B铅笔的“2B”是什么意思？揭秘硬度背后的科学

  日常生活中常见的2B铅笔，其“B”代表黑度（Black），数字越大表示笔芯越软、颜色越深；“H”代表硬度（Hard），数字越大则笔芯越硬、颜色越浅。铅笔硬度等级从10B（最软最黑）到10H（最硬最浅），其中2B属于中等偏软类型，广泛用于标准化考试填涂。

  尽管常被误解为“莫氏硬度”，但铅笔的B/H体系实际上与矿物硬度标准无关，而是基于石墨与黏土混合比例所决定的书写特性。

什么是硬度？

  硬度是材料抵抗外力压入产生永久塑性变形的能力，是衡量金属等材料性能的重要指标之一。当一种物体能压入另一种物体表面时，说明前者硬度更高。

常见的硬度测试方法

  硬度测试主要分为划痕硬度和压入硬度两大类。金属领域多采用压入法，主要包括布氏、洛氏和维氏三种标准方法。

1. 布氏硬度（HB）

  布氏硬度是最早建立的硬度测试方法，通过将一定直径的钢球或硬质合金球在规定载荷下压入材料表面，以压痕面积计算硬度值。符号HBS表示钢球压头，HBW表示硬质合金球压头。

2. 维氏硬度（HV）

  维氏硬度使用四棱锥形金刚石压头，在任意试验力下均可测量，尤其适用于微小区域的硬度检测。其值由试验力除以压痕表面积得出，具有广泛的适用范围。

3. 努氏硬度（HK）

  努氏硬度采用长菱形金刚石压头，测量压痕投影面积，常用于脆性材料或薄层硬度测试，也可通过改装显微硬度计实现。

4. 洛氏及表面洛氏硬度（HR）

  洛氏硬度通过测量压头在预加载和主加载后的压痕深度差来计算硬度值，操作简便、效率高，广泛应用于工业现场。不同压头与载荷组合形成多种标尺（如HRC、HRB），满足各类材料测试需求。

常见硬度值之间的换算关系

  经过长期实验积累，工程上已建立多种硬度之间的经验换算公式，便于不同标准间的对比参考。

努氏与维氏硬度： HV ≈ 0.968HK（低载荷下适用，误差较大）；经修正后公式精度更高，最大相对误差仅0.75%。

洛氏与维氏硬度： 多个换算公式存在，其中修正Qvarnstrom公式误差控制在±0.4HRC以内，HV误差不超过±15HV。

洛氏与布氏硬度： 基于应力等效推导的公式误差约为±0.1HRC，线性回归法所得公式虽简便但精度较低。

布氏与维氏硬度： 换算公式误差约为±2HV，具备较高实用性。

努氏与洛氏硬度： 近似抛物线关系导出的换算公式较为精确，可作为参考依据。