硬度測(cè)試的常用方法及分類(lèi)詳情

硬度測(cè)試的常用方法及分類(lèi)詳情介紹：所謂硬度，就是材料抵抗 更 硬物壓入其表面的能力。根據(jù)試驗(yàn)方法和適應(yīng)范圍的不同，硬度單位可分為布氏硬度、維氏硬度、洛氏硬度、顯微維氏硬度等許多種，不同的單位有不同的測(cè)試方法，適用于不同特性的材料或場(chǎng)合。硬度測(cè)試是檢測(cè)材料性能的重要指標(biāo)之一，也是最快速最經(jīng)濟(jì)的試驗(yàn)方法之一。之所以能成為力學(xué)性能試驗(yàn)的常用方法， 是因?yàn)橛捕葴y(cè)試能反映出材料在化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和處理工藝上的差異。

一、硬度的測(cè)試方法及分類(lèi)：

硬度試驗(yàn)是應(yīng)用最廣泛的力學(xué)性能試驗(yàn)，根據(jù)受力方式，可分為壓人法和劃痕法。在壓入法中，按照加力速度不同又可分為靜態(tài)力試驗(yàn)法和動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)法。通常所采用的布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等均屬于靜態(tài)力試驗(yàn)法，肖氏硬度、里氏硬度和錘擊布氏硬度等屬于動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)法。

其中肖氏硬度也稱(chēng)為回跳法，所以又可以分為：壓入法、彈性回跳法和劃痕法。

同一類(lèi)方式的硬度可以換算；不同類(lèi)方式則只能采用同一種材料進(jìn)行標(biāo)定。

A、洛氏硬度：

測(cè)試原理：將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質(zhì)合金球）分兩個(gè)步驟壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除主試驗(yàn)力，測(cè)量在初試驗(yàn)力下的殘余壓痕深度h，根據(jù)h值及常數(shù)N和S計(jì)算洛氏硬度。最常用的三種標(biāo)尺為A、B、C，即HRA、HRB、HRC，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料硬度的不同，選用不同硬度范圍的標(biāo)尺來(lái)表示：

（1）HRA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度較高的材料。例如：鋼材薄板、硬質(zhì)合金。

（2）HRB 是采用100Kg載荷和直徑1.5875mm淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如：軟鋼、有色金屬、退火鋼等。

（3）HRC 是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度較高的材料。例如：淬火鋼、鑄鐵等。

B、維氏硬度：

測(cè)試原理：將頂部?jī)上鄬?duì)面具有規(guī)定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗(yàn)力壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕對(duì)角線長(zhǎng)。維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得的商，壓痕被視為具有正方形基面并與壓頭角度相同的理想形狀。維氏硬度計(jì)測(cè)量范圍寬廣，可以測(cè)量工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個(gè)維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個(gè)維氏硬度單位）都可測(cè)量。

維氏硬度測(cè)試樣品的要求大致如下：

1，試樣外表要求：維氏硬度試樣表面應(yīng)光滑平整，不能有氧化皮及雜物，不能有油污。

2，試樣制備的要求：維氏硬度試樣制備過(guò)程中，應(yīng)盡量減少過(guò)熱或者冷作硬化等因素對(duì)表面硬度的影響。此外，對(duì)于小截面或者外形不規(guī)則的試樣，如球形、錐形，需要對(duì)試樣進(jìn)行鑲嵌或者使用專(zhuān)用平臺(tái)。

C、布氏硬度：

測(cè)試原理：對(duì)一定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商成正比。壓痕被看作是具有一定半徑的球形，其半徑是壓頭球直徑的二分之一。

壓頭：淬火鋼球或硬質(zhì)合金鋼球。載荷、壓頭直徑、保持時(shí)間是布氏硬度 試驗(yàn) 三要素。布氏硬度值單位為公斤力/mm2（N/mm2）；布氏硬度上限值為HB650，不能高于此值。布氏硬度（HB）一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。

布氏硬度范圍為8~650HBW。布氏硬度的符號(hào)用 HBS或HBW表示。

（1）HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用于測(cè)定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。

（2）HBW表示壓頭為硬質(zhì)合金，用于測(cè)定布氏硬度值在650以下的材料。

D、顯微硬度：

顯微硬度是指一般指加載小于0.2kgf的硬度試驗(yàn)，分為顯微維氏硬度和顯微努氏硬度。顯微硬度測(cè)定極小范圍內(nèi)的硬度，幾乎不損壞試樣，例如某個(gè)晶粒、組成相或夾雜物的硬度，顯微硬度可測(cè)陶瓷、玻璃、瑪瑙等脆性材料的硬度，且靈敏度高，適合評(píng)定細(xì)線材的加工硬化程度。

顯微硬度應(yīng)用：

（1）金屬材料和金相的研究：廣泛用于測(cè)定金屬及合金中各組成 相 的硬度，剖析其對(duì)合金性能的 供 獻(xiàn)，為合金的正確設(shè)計(jì)提供依據(jù)。