硬度是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬度試驗的方法較多,原理也不相同,測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度試(shi)驗,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、維氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗,其值代表金屬彈性變形功的大小。因此,硬度不是一個單純的物理量,而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。


 硬(ying)度的測試(shi)方法(fa)(fa)(fa)有(you):劃痕法(fa)(fa)(fa)(莫氏(shi))、壓入(ru)法(fa)(fa)(fa)(布氏(shi)、洛氏(shi)、維(wei)氏(shi))、動力(li)法(fa)(fa)(fa)(里氏(shi))。 


 下面(mian)介(jie)紹各種硬度測(ce)試法: 


 1. 莫氏硬度     


  這是一個最古老的(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)硬(ying)(ying)度(du)是1824年由(you)德國(guo)礦物學家莫斯(Frederich Mohs)首(shou)先提出。應(ying)用(yong)(yong)劃痕(hen)(hen)法(fa)將(jiang)棱(leng)錐形金(jin)剛鉆針刻(ke)劃所(suo)試礦物的(de)(de)表面(mian)而(er)發(fa)生(sheng)劃痕(hen)(hen)。用(yong)(yong)測(ce)(ce)得(de)的(de)(de)劃痕(hen)(hen)的(de)(de)深度(du)來(lai)表示(shi)硬(ying)(ying)度(du):滑石(shi)(shi)(shi)(talc)1(硬(ying)(ying)度(du)最小),石(shi)(shi)(shi)膏(gypsum)2,方解石(shi)(shi)(shi)(calcite)3,螢石(shi)(shi)(shi)(fluorite)4,磷灰石(shi)(shi)(shi)(apatite)5,正長石(shi)(shi)(shi)(feldspar;orthoclase;periclase)6,石(shi)(shi)(shi)英(ying)(quartz)7,黃(huang)玉(topaz)8,剛玉(corundum)9,金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)(diamond)10。莫氏硬(ying)(ying)度(du)也用(yong)(yong)于表示(shi)其他固體(ti)物料的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)。但莫氏硬(ying)(ying)度(du)試驗不適(shi)合(he)準確衡量(liang)(liang),如鋼或(huo)陶瓷工業材(cai)料的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du) 對于工程材(cai)料,各種手段已經發(fa)展了(le)多(duo)年,提供精確的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)測(ce)(ce)量(liang)(liang)。有了(le)許多(duo)應(ying)用(yong)(yong)加載(zai)測(ce)(ce)試力和測(ce)(ce)量(liang)(liang)深度(du)或(huo)由(you)此產生(sheng)的(de)(de)壓痕(hen)(hen)尺(chi)寸,硬(ying)(ying)度(du)就可宏觀,微觀和納米尺(chi)度(du)來(lai)衡量(liang)(liang)。 


 2. 布氏硬(ying)度(du) 


  布式硬(ying)度(du)(HB,是最(zui)早用來測試材料硬(ying)度(du))是以(yi)一定(ding)(ding)大小(xiao)的(de)(de)試驗載荷(he)(he),將(jiang)一定(ding)(ding)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)淬硬(ying)鋼球(qiu)或硬(ying)質合金球(qiu)壓(ya)入被測金屬表(biao)面,保(bao)持規(gui)定(ding)(ding)時間,然后卸荷(he)(he),測量被測表(biao)面壓(ya)痕(hen)直(zhi)徑(jing)。布式硬(ying)度(du)值(zhi)是載荷(he)(he)除(chu)以(yi)壓(ya)痕(hen)球(qiu)形表(biao)面積(ji)所得的(de)(de)商。一般(ban)為(wei):以(yi)一定(ding)(ding)的(de)(de)載荷(he)(he)(一般(ban)3000kg)把一定(ding)(ding)大小(xiao)(直(zhi)徑(jing)一般(ban)為(wei)10mm)的(de)(de)淬硬(ying)鋼球(qiu)壓(ya)入材料表(biao)面,保(bao)持一段時間,去載后,負荷(he)(he)與其(qi)壓(ya)痕(hen)面積(ji)之比(bi)值(zhi),即(ji)為(wei)布氏(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)(HB),單位為(wei)公斤力/mm2 (N/mm2)。     


  布(bu)氏硬(ying)度(du)(du)(du)(HB)一(yi)(yi)般用于材(cai)料(liao)較(jiao)(jiao)軟的(de)(de)時候,如有色金屬(shu)、熱(re)處理之(zhi)前或退火后的(de)(de)鋼鐵(tie)。洛(luo)氏硬(ying)度(du)(du)(du)(HRC)一(yi)(yi)般用于硬(ying)度(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)材(cai)料(liao),如熱(re)處理后的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)等(deng)等(deng)。     布(bu)式(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)壓痕較(jiao)(jiao)大,測(ce)量值準,不適(shi)用成品和薄片,一(yi)(yi)般不歸于無損(sun)檢(jian)測(ce)一(yi)(yi)類。但HB應用范圍較(jiao)(jiao)廣。 


 3. 洛氏硬度 


  洛式硬度(du)(du)(du)是以壓(ya)痕塑性變形深度(du)(du)(du)來確定硬度(du)(du)(du)值指(zhi)標(biao)。以0.002毫(hao)米(mi)作(zuo)為一個硬度(du)(du)(du)單位。當HB>450或者試樣過小時(shi),不能采用(yong)布氏硬度(du)(du)(du)試驗而改用(yong)洛氏硬度(du)(du)(du)計量。它是用(yong)一個頂角(jiao)120°的(de)(de)金剛(gang)石圓錐體或直(zhi)徑為1.59、3.18mm的(de)(de)鋼球,在一定載(zai)荷下壓(ya)入(ru)被測(ce)材料(liao)表(biao)(biao)面,由壓(ya)痕的(de)(de)深度(du)(du)(du)求出材料(liao)的(de)(de)硬度(du)(du)(du)。根據試驗材料(liao)硬度(du)(du)(du)的(de)(de)不同,分三種不同的(de)(de)標(biao)度(du)(du)(du)來表(biao)(biao)示: 


  HRA:是采用(yong)(yong)60kg載(zai)荷和鉆石(shi)錐壓(ya)入器求得的硬(ying)(ying)度(du),用(yong)(yong)于硬(ying)(ying)度(du)極高的材料(如硬(ying)(ying)質合金等)。  


  HRB:是采用(yong)100kg載荷和直(zhi)徑1.58mm淬硬(ying)的鋼球,求得(de)的硬(ying)度,用(yong)于硬(ying)度較低(di)的材料(如退火鋼、鑄(zhu)鐵等)。  


  HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓(ya)入器求(qiu)得的(de)硬(ying)度(du),用于硬(ying)度(du)很高的(de)材料(如淬火鋼(gang)等)。  


  另外:  1. HRC含(han)意是(shi)洛(luo)式硬度C標尺(chi),  2. HRC適用范圍HRC 20~67,相當于HB225~650 。


  若硬(ying)度高于此范(fan)圍則(ze)用(yong)洛(luo)(luo)式硬(ying)度A標尺HRA。  若硬(ying)度低于此范(fan)圍則(ze)用(yong)洛(luo)(luo)式硬(ying)度B標尺HRB。  


  表(biao)面洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan) : 表(biao)面洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)采用(yong)(yong)三種(zhong)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)力,兩種(zhong)壓頭,它們有6種(zhong)組合,對應于(yu)表(biao)面洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)6個標(biao)(biao)尺。表(biao)面洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)是對洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)補充,在(zai)(zai)采用(yong)(yong)洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時,當遇到材料(liao)較薄,試(shi)(shi)(shi)(shi)樣較小(xiao),表(biao)面硬化層(ceng)較淺或測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)表(biao)面鍍覆層(ceng)時,就(jiu)應改(gai)用(yong)(yong)表(biao)面洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。這時采用(yong)(yong)與洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓頭,采用(yong)(yong)只有洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)幾(ji)分(fen)之一(yi)大小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)力,就(jiu)可(ke)以在(zai)(zai)上述試(shi)(shi)(shi)(shi)樣上得到有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果(guo)。表(biao)面洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)N標(biao)(biao)尺適用(yong)(yong)于(yu)類似洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)HRC、HRA和HRD測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao);T標(biao)(biao)尺適用(yong)(yong)于(yu)類似洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)HRB、HRF和HRG測(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)。 


 4. 維(wei)氏(shi)硬度和努氏(shi)(knoop)試驗      


  維(wei)(wei)氏(shi)和努(nu)(nu)氏(shi)硬度試(shi)驗(yan)(努(nu)(nu)普顯微壓痕(hen)硬度試(shi)驗(yan))是(shi)(shi)在布(bu)(bu)氏(shi)修改和測(ce)(ce)試(shi)用(yong)(yong)于測(ce)(ce)量薄膜涂層或滲碳零件(jian)表面(mian)硬度的(de)硬度。有了(le)這些測(ce)(ce)試(shi)中,金(jin)(jin)字塔(ta)是(shi)(shi)一個小鉆(zhan)石(shi)壓入樣品在外力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下,這一點比布(bu)(bu)氏(shi)在測(ce)(ce)試(shi)中使用(yong)(yong)的(de)少。之間的(de)維(wei)(wei)氏(shi)和努(nu)(nu)氏(shi)試(shi)驗(yan)的(de)差(cha)異僅僅是(shi)(shi)金(jin)(jin)字塔(ta)形狀的(de)鉆(zhan)石(shi)壓頭(tou)。測(ce)(ce)試(shi)使用(yong)(yong)的(de)維(wei)(wei)氏(shi)壓頭(tou),方(fang)形金(jin)(jin)字塔(ta)是(shi)(shi)脆性(xing)材料容(rong)易(yi)出現裂紋。因(yin)此,努(nu)(nu)氏(shi)試(shi)驗(yan)使用(yong)(yong)的(de)是(shi)(shi)菱形為(wei)基礎(chu)的(de)(對角線比7.114:1)錐體壓痕(hen),制定了(le)生產時間,但是(shi)(shi)較淺的(de)壓痕(hen)。出于同(tong)樣的(de)載荷,努(nu)(nu)氏(shi)壓痕(hen)約2.8倍(bei)以上維(wei)(wei)克斯縮進。     


  外加(jia)載(zai)荷從(cong)10g中使用(yong)到1000克(ke)。這(zhe)種(zhong)低負荷量(liang)創建(jian)一(yi)個(ge)(ge)小的(de)(de)(de)縮進,必須在(zai)顯(xian)微鏡(jing)下(xia)測量(liang)。氮化鈦硬(ying)質涂層像(xiang)的(de)(de)(de)測量(liang),必須采取非常(chang)(chang)(chang)高倍率(即1000倍),因為這(zhe)么小的(de)(de)(de)縮進。表面通常(chang)(chang)(chang)需(xu)要打磨。的(de)(de)(de)印象的(de)(de)(de)對角(jiao)線測量(liang),這(zhe)些價值觀是(shi)用(yong)于(yu)獲取硬(ying)度號(hao)碼(VHN接),從(cong)查找表或圖表通常(chang)(chang)(chang)。維克(ke)斯(si)測試可(ke)以用(yong)來描述非常(chang)(chang)(chang)堅硬(ying)材料(liao),但硬(ying)度是(shi)在(zai)一(yi)個(ge)(ge)非常(chang)(chang)(chang)小的(de)(de)(de)地區衡量(liang)。      


  這些值(zhi)表示希望2500 HK25(或HV25)的含義,在25克的力載荷2500努(nu)普硬度。本努(nu)氏(shi)和維氏(shi)硬度值(zhi)略有(you)不同(tong),但對于硬質涂層,該值(zhi)是足夠(gou)接(jie)近的測量誤差范圍內,可以互換使用。  


5. 肖氏(shi)硬度


 (肖(xiao)氏硬度(du)(du),又(you)稱(cheng)“邵氏硬度(du)(du)”)和回(hui)彈硬度(du)(du)測試(shi)  簡稱(cheng)HS。表(biao)示材料硬度(du)(du)的一種標準。由英國(guo)人肖(xiao)爾(er)(Albert F. Shore)首先(xian)提出。  應用彈性(xing)回(hui)跳(tiao)法(fa)將撞銷(xiao)從一定高度(du)(du)落到所(suo)試(shi)材料的表(biao)面(mian)上(shang)而(er)發生回(hui)跳(tiao)。撞銷(xiao)是一只具有(you)尖端(duan)的小錐(zhui),尖端(duan)上(shang)常鑲有(you)金剛鉆。用測得的撞銷(xiao)回(hui)跳(tiao)的高度(du)(du)來表(biao)示硬度(du)(du)。  


   肖(xiao)氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)是一種動(dong)態(tai)力(li)試(shi)(shi)驗(yan)(yan),與布、洛、維等(deng)靜(jing)態(tai)力(li)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法相(xiang)比,準確度(du)稍差(cha),受(shou)測試(shi)(shi)時(shi)的垂直性(xing),試(shi)(shi)樣表面光潔(jie)度(du)等(deng)因(yin)素的影(ying)響,數據分散性(xing)較大(da),其測試(shi)(shi)結(jie)果的比較只限于(yu)(yu)彈性(xing)模(mo)量相(xiang)同的材料。它對試(shi)(shi)樣的厚度(du)和重(zhong)量都有一定(ding)要求(qiu),不(bu)適(shi)于(yu)(yu)較薄(bo)和較小試(shi)(shi)樣,但(dan)是它是一種輕便(bian)的手提(ti)式儀器,便(bian)于(yu)(yu)現場測試(shi)(shi),其結(jie)構簡單,便(bian)于(yu)(yu)操作,測試(shi)(shi)效率(lv)高。  肖(xiao)氏(shi)硬(ying)度(du)計適(shi)用于(yu)(yu)測定(ding)黑(hei)色金(jin)屬和有色金(jin)屬的肖(xiao)氏(shi)硬(ying)度(du)值。肖(xiao)氏(shi)硬(ying)度(du)計便(bian)于(yu)(yu)攜(xie)帶,特別適(shi)用于(yu)(yu)冶(ye)金(jin)、重(zhong)型機械行業中(zhong)的中(zhong)大(da)型工(gong)件,例如大(da)型構件、鑄件、鍛件、曲軸、軋輥、特大(da)型齒輪(lun)、機床導軌等(deng)工(gong)件。在橡膠(jiao)、塑料行業中(zhong)常稱作邵氏(shi)硬(ying)度(du)。 


  浙(zhe)江至(zhi)德鋼(gang)業有(you)限公司專業生產(chan)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)及管(guan)道連接(jie)配(pei)(pei)件(jian)廠家,倉庫常備(bei)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)庫存1000余噸及部分不銹(xiu)鋼(gang)法蘭(lan)管(guan)件(jian)(彎(wan)頭|三通|大小頭)現(xian)貨,常用規(gui)格可當天發貨。另可提供各種不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)切(qie)割、拋(pao)光、折彎(wan)、鉆孔、焊(han)接(jie)、車床(chuang)加(jia)工及管(guan)道預(yu)制(zhi)件(jian)加(jia)工等(deng)配(pei)(pei)套服務。