硬度計及硬度的基本概念和分類

硬度計及硬度的基本概念和分類
基本概念 
　　
　　硬度分為：①劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短。②壓入硬度。主要用于 金屬材料 ，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種。③回跳硬度。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲存(繼而釋放)應變能的多少(通過小錘的回跳高度測定)確定材料的硬度。
　　
　　早在1822年，F(xiàn)riedrich Mohs提出摩氏硬度計。按照他們的軟硬程度分為十級：
　　
　　1) 滑石 2) 石膏 3) 方解石 4) 螢石 5) 磷灰石
　　
　　6) 正長石 7) 石英 8) 黃玉 9) 剛玉 10) 金剛石
　　
　　簡單記憶方法：滑石方、螢磷長、石英黃玉剛金剛。
　　
　　各級之間硬度的差異不是均等的，等級之間只表示硬度的相對大小。
　　
　　試驗 鋼鐵 硬度的最普通方法是用 銼刀 在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法，這種方法不太科學。用硬度 試驗機 來試驗比較準確,是現(xiàn)代試驗硬度常用的方法。常用的硬度測定方法有布氏硬度、 洛氏硬度 和 維氏硬度 等測試方法
　　
　　硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強度和 韌性 等力學性能的綜合指標。 硬度試驗 根據(jù)其測試方法的不同可分為靜壓法(如 布氏硬度 、洛氏硬度、維氏硬度等)、劃痕法(如 莫氏硬度 )、回跳法(如 肖氏硬度 )及 顯微硬度 、高溫硬度等多種方法。
時代儀器TIME分類： |里氏硬度計 |洛氏硬度計 |邵氏硬度計 |粗糙度儀 |超聲波測厚儀 |測振儀 |測溫儀 |超聲波探傷儀 |微型打印機 |涂層測厚儀 |試驗機 |試金儀器 |激光測徑儀 |韋氏硬度計
　　
　　布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\\HBW)(參照GB/T231-1984)，生產(chǎn)中常用布氏硬度法測定經(jīng)退火、 正火 和 調(diào)質(zhì) 的鋼件，以及 鑄鐵 、 有色金屬 、低合金結(jié)構(gòu)鋼等毛胚或半成品的硬度。
　　
　　洛氏硬度可分為HRA、HRB、 HRC 、HRD四種，它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產(chǎn)中HRC用得最多。壓痕較小，可測較薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。
　　
　　維氏硬度以HV表示(參照GB/T4340-1999)，測量極薄試樣。  探傷儀| 電子稱| 熱像儀| 頻閃儀| 測高儀| 測距儀| 金屬探測器| 試驗機| 扭力計| 流速儀| 粗糙度儀| 流量計| 平衡儀
硬度分類： 
　　
　　1.洛氏硬度
　　
　　是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：
　　
　　HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等)。
　　
　　HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
　　
　　HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火 鋼等)。
　　
　　2.布氏硬度
　　
　　布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。
　　
　　布氏硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金 球壓入被測金屬表面，保持規(guī)定時間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布氏硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
　　
　　3.維氏硬度
　　
　　維氏硬度試驗方法是英國史密斯(R.L.Smith)和塞德蘭德(C.E.Sandland)于1925年提出的。英國的維克斯—阿姆斯特朗(Vickers-Armstrong)公司試制了第一臺以此方法進行試驗的硬度計。和布氏、洛氏硬度試驗相比，維氏硬度試驗測量范圍較寬，從較軟材料到超硬材料，幾乎涵蓋各種材料。
　　
　　4.里氏硬度
　　
　　里氏硬度是以HL表示，里氏硬度測試技術(shù)是由瑞士狄爾馬，里伯博士發(fā)明的，它是用一定質(zhì)量的裝有碳化鎢 球頭的沖擊體，在一定力的作用下沖擊試件表面，然后反彈。由于材料硬度不同，撞擊后的反彈速度也不同。在沖擊裝置上安裝有永磁材料，當沖擊體上下運動時，其外圍線圈便感應出與速度成正比的電磁信號，再通過電子線路轉(zhuǎn)換成里氏硬度值。
　　
　　5.肖氏硬度
　　
　　簡稱HS。表示材料硬度的一種標準。由英國人肖爾(Albert F.Shore)首先提出。
　　
　　應用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一只具有尖端的小錐，尖端上常鑲有金剛鉆。用測得的撞銷回跳的高度來表示硬度
　　
　　6.巴氏硬度
　　
　　巴柯爾(Barcol)硬度(簡稱巴氏硬度), 最早由美國 Barber-Colman公司提出，是近代國際上廣泛采用的一種硬度門類，　一定形狀的硬鋼壓針，在標準彈簧試驗力作用下，壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義每壓入0.0076mm為一個巴氏硬度單位。巴氏硬度單位表示為HBa。
　　
　　7.努氏硬度
　　
　　努氏硬度是作為絕對數(shù)值而測得的硬度，主要在加工方面使用該數(shù)值。一般來說，金剛石的努氏硬度為7000~8000千克/平方毫米
　　
　　8.韋氏硬度
　　
　　一定形狀的硬鋼壓針，在標準彈簧試驗力作用下壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義0.01mm的壓入深度為一個韋氏硬度單位。韋氏硬度單位表示為HW。
　　
　　鋼材的硬度
　　
　　金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同，
　　
　　常規(guī)表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等，其中以HB及HRC較為常用。
　　
　　HB應用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理 硬度等。兩者區(qū)別在于硬度計之測頭不同，布氏硬度計之測頭為鋼球，而 洛氏硬度計 之測頭為金剛石。
　　
　　HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。
　　
　　HL手提式 硬度計 ，測量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產(chǎn)生彈跳;利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/ VA(沖擊速度)。
　　
　　便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度�；蛴美锸显�理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)測量硬度值。