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硬度 硬度测量
硬度 硬度测量
硬度测量试验是材料试验中Z简便的一种，是实验室测量固体材料表面硬度的一种材料机械性能试验。与其他材料试验如拉伸试验、冲击试验和扭转试验相比，硬度测量试验具有以下特点：
①试验时留在表面上的痕迹很小，零件不被破坏；
②试验可在零件上直接进行而不论零件大小、厚薄和形状；
③试验方法简单、迅速。硬度试验在机械工业中广泛用于检验原材料和零件在热处理后的质量。
由于硬度与其他机械性能有一定关系，也可根据硬度估计出零件和材料的其他机械性能。硬度试验方法很多，一般分为划痕法、压入法和动力法3类。
在古代，人们采用金属互压、异物压入或划痕等原始方法比较金属的软硬程度。本世纪二十年代前后，布氏、洛氏、肖氏、维氏等硬度试验 方法相继问世。硬度值虽然不能直接用于机件设计，但因为硬度试验简便易行，常用于材料质量控 制和试验研究。硬度试验可分为静态法和动态法两 类。
1、压入法
测得的硬度值表示材料抵抗表面塑性变形的能力。试验时用一定形状的压头在静载荷作用下压入材料表面，通过测量压痕的面积或深度来计算硬度。应用较多的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验 3种方法。
2、划痕法
测得的硬度值表示材料抵抗表面局部断裂的能力。试验时用一套硬度等级不同的参比材料与被测材料相互进行划痕比较，从而判定被测材料的硬度等级。这一方法是1812年德国人F.莫斯首先提出的。他将参比材料按硬度递增而分为10个等级，依次为：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。用这种方法测出的硬度称为莫氏硬度，主要用于矿物的硬度评定。用于金属的也有 ：莫氏、麻田划痕及锉磨试验等。
3、动力法
采用动态加载，测得的硬度值表示材料抵抗弹性变形的能力。
4、磨损法
对于磨损抵抗谓之磨耗硬度，例如：磨耗试验等。
5、切削法
对于切削或钻削之抵抗谓之切削硬度或切削性，例如：切削硬度试验等
1、洛氏硬度（HR）
用一个金刚石圆锥（HRC）或经硬化的（钨）钢球压头（HRB等），以10kgf的预载荷和60, 100, 或 150kgf的主试验力压入被测材料表面。
2、表面洛氏硬度（HR）
依据设定的标尺，用一个金刚石圆锥或经硬化的（钨）钢球压头压入被测材料表面。表面洛氏测量应用的力值较小，产生的压痕较浅，多用于相对易碎和很薄的材料中。
预载荷为3kgf，主试验力为15, 30, 或45kgf。
3、维氏硬度（HV）
以1-120kgf的试验力，将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压头压入被测材料表面。
压痕则应用显微镜或USB摄像头来进行视频观测及测量。
4、显微维氏硬度（HV）
通常以不超过1kgf的试验力，将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压头压入被测材料表面。
压痕则应用精密显微镜或高分辨率的USB摄像头来进行视频观测及测量。
600x的放大倍数是Z常见的，1000x的放大倍数正愈加被广泛的应用。
5、努氏硬度（HK）
通常以不超过1kgf的试验力，将细长的金刚石椎体压入被测材料表面。
压痕则应用精密显微镜或高分辨率的USB摄像头来进行视频观测及测量。
600x的放大倍数是Z常见的。
6、布氏硬度（HB）
以1 - 3000kgf的试验力，将直径分别为1, 2.5, 5或10mm的硬质合金球或碳化钢球压入被测材料表面。
相对大的压痕则应用显微镜或USB摄像头来进行视频观测及测量。
7、里氏硬度（HL）（回弹方式）
便携式硬度测试。它是用一定质量的装有碳化钨球头的冲击体，在一定弹簧弹力的作用下冲击试件表面，这种冲击力使被测材料表面产生了塑性变形，形成了一个压痕,随之冲击体失去了原有的速度（或能量）。
因此，被测材料越柔软，冲击体在回弹过程中失去的速度就越多。里氏硬度可以应用于多种零件，需要遵守的测试要求也很少。
8、超声波硬度测试（UCI）
便携式硬度测试。一个维氏形状的金刚石压头固定在一个震荡棒上，以一定的力值加于被测材料表面，然后根据超音波振动，分析它的阻尼效应，从而测量材料的硬度值。
超声波硬度测试多用于较小，较薄而无法用回弹硬度试验仪所测试的零件。
9、邵氏硬度（SHORE）
便携式（橡胶/塑料制品）硬度测试。邵氏硬度是用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﹐压针面相对压足平面有一定的伸出长度(即压针扎进被测物的深度)，以该长度值的大小来表示邵氏硬度的大小。
压针与线性测量设备相连，测量的压痕深度值随之通过机械或电子系统转换为邵氏硬度值。压痕越深，材料越软。
IRHD（国际橡胶硬度）
根据球压头压入被测材料的深度，来测量弹性材料或橡胶抵抗压头压入的性能。在1、2.5或5mm球压头上施加一个初始接触力，将压入深度设置为零。然后增加力值到指定的总负荷，这时测量材料压入的深度值。IRHD值与压头压入的深度有关系。该测量方法通常被应用于测试较小的部件和O型环。
10、韦氏硬度
便携式硬度测试。
把被测材料放置在工作台和穿透器之间。然后再向把手处施力直到感觉到已经触到了底，这时千分表便有了读数。韦氏硬度有不同种类的压头，针对不同材料有不同的力值设定。
以下的硬度测试方式是不常用的或是已经被其他方法所代替的：
• HM 马顿斯硬度（压痕测试装置，之前用HU表示-通用硬度）
• H 球压痕硬度
• HVT 改进的维氏硬度测试方法，深度测量
• HBT 改进的布氏硬度测试方法，深度测量
• BARCOL (巴克尔) – 压痕硬度
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