硬度测试的几种方法

硬度--是衡量材料软硬程度的一个性能指标。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,是反应材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。

蕞常用的是静负荷压入法硬度试验,即洛氏硬度(HRA/HRB/HRC)、布氏硬度(HB)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。

布氏硬度-HB

布氏硬度(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)。 
洛氏硬度-HR

洛氏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HB>450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,如铸铁

- 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

维氏硬度-HV

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)。 它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度,试验负荷1.961~49.03N,它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定;显微维氏硬度,试验负荷小于1.961N,适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。

肖氏硬度-HS

肖氏硬度试验是一种动载试验法,其原理是将具有一定质量的带有金刚石或合金钢球的重锤从一定高度落向试样表面,根据重锤回跳的高度来表征测量硬度值大小(符号为HS),重锤回跳得越高,表面测量越硬。 
邵氏硬度-HA/HD

具有一定形状的钢制压针﹐在试验力作用下垂直压入试样表面﹐当压足表面与试样表面完全贴合时﹐压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度L(即压针扎进被测物的深度),以L值的大小来表征邵氏硬度的大小,L值越大﹐表示邵尔硬度越低﹐反之越高。 

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