材料硬度測量方法

⑴ 常用的測量硬度的方法有幾種其應用范圍如何

金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。

壓入法（布氏、洛氏、維氏）測量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時所引起的塑性變形的能力。

回跳法（肖氏、里氏）測量硬度，硬度值代表金屬彈性變形功能的大小。

刻劃法測量硬度，硬度值表示金屬抵抗表面局部破裂的能力。
1. HRA:(洛氏A)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼及其它軟硬材質的硬度測試。

2. HK:(Knoop 努氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。

3. HRC:(Rockwell C洛氏)用於量測熱處理鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。

4. HRB:(Rockwell B洛氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。

5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。

6. HB5:(Brinell 布氏5)用於量測鋁、軟質鋁合金、鑄鐵、銅、黃銅等。

7. HB30:(Brinell 布氏30)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。

8. HV:(Vickers維氏)適用於量測各類材料。

9. R:(Tensile mole拉伸模數 N/mm2)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。

10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。

⑵ 三種鑒定材料的硬度方法是什麼

硬度是指金屬表面抵抗其它更硬物體壓入的能力。按照測量方法的不同,可分為布氏硬度/洛氏硬度/維氏硬度/等，方法分別如下：
一、 布氏硬度HB
布氏硬度是用一定的負荷（一般為3000kg），把一定硬度的淬硬鋼球（常用10、5、2.5毫米）壓入材料表面，然後用所加的負荷除以材料上球印的表面積，所得結果就是布氏硬度值，單位是公斤/平方毫米,但習慣上不予標注。按照GB231-84<金屬布氏硬度試驗方法>,用淬火鋼球所測出的硬度用HBS表示;用硬質合金球為壓頭所測出的硬度值為HBW.HBS適用於測量退火/正火/調質鋼及鑄鐵/有色金屬及硬度小於450HBS的較軟材料;HBW適用於測量硬度在450~650HBW之間的淬火材料.
1、優點：由於被測金屬壓坑面積較大，所以結果比較准確。同時實踐證明HB與不淬火鋼抗拉強度σb有一定的近似關系，對於低碳鋼σb=3.53HB，中碳鋼σb=3.5HB，高碳鋼σb=3.33HB，灰鑄鐵σb=0.98HB，（σb單位為Mpa）因此根據材料的布氏硬度值，可以近似地確定金屬材料的抗拉強度。
2、缺點：不適合測量HB大於450的材料，因為材料的硬度太高容易引起鋼球變形，使得測量結果不準確。同時由於壓印較大，不適合測定成品和薄板材料。
二、洛氏硬度HR
洛氏硬度是用120度圓錐形金剛石壓入器或直徑為1.59毫米的淬硬鋼球作為壓頭,在一定的負荷的作用下壓入材料的表面上,用壓入的深度來計算材料硬度的大小。洛氏硬度沒有單位。根據所採用的負荷不同，洛氏硬度又分為三種
1、HRA測量硬度很高或硬而薄的HB大於700的金屬，如硬質合金錶面處理工件等，負荷為60公斤及120o金鋼錐）；
2、HRB測量較軟的退火件及銅、鋁及HB=60~230的金屬，負荷為100公斤及ф1.588mm鋼球；
3、HRC一般用於測量HB=230~700的調質鋼或淬火回火後的工件，負荷為150公斤及120o金鋼錐；
優點：使用方法簡便，可以直接從刻度盤上直接讀出數值。由於壓印較小，適合測定成品和薄板材料。
缺點：由於壓印小，所以不準確，一般多測幾點，然後取平均值。
以上三種洛氏硬度中一HRC應用最多，一般經淬火處理的鋼材均用它。
洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間的關系約為高硬度時 HRC1/10HB；
三、 維氏硬度HV和顯微硬度
測定維氏硬度的原理基本與布氏硬度相同，區別在於壓頭採用錐面夾角為136度的金剛石正四棱錐體，單位是公斤/平方毫米，一般不予標出。
維氏法所用載荷較小。壓痕淺，適用於測量零件薄的表面硬化層、金屬鍍層及薄片金屬的硬度，這是布氏和洛氏所不及的。此外,因壓頭是金剛石角錐，載荷可調范圍大，故對軟硬材料均適用，測定范圍0~1000HV。
較新的國家標准為GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗第一部分：試驗方法》
用布氏、洛氏、維氏的硬度試驗法，載荷大、壓痕面積大，只能得到金屬材料組織混合物的平均硬度值，當需要測定某個相或某個晶粒硬度時，就要用到顯微硬度。
顯微硬度試驗法的原理與維氏相同，也是以載荷與壓痕表面積之比來確定。不同的是所採用的載荷極小，一般在1~120gf(1gf=0.0098N)，顯微硬度值也可用HV來表示。

⑶ 金屬材料的硬度測試方法有哪些

首先從硬度概念來講，硬度是材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力，從概念理解測定方法。
其次從硬度的測量發展來講，硬度的測量包括的劃痕法、壓入法，但無非就是測量劃痕的深度、壓痕的面積或者深度。
對於鋼鐵廠比較常用的比如布氏硬度，是用載荷除以壓痕面積代表其硬度，方法容易實現，但在成品表面打布氏硬度的話會留下很明顯的壓痕；但對於洛氏硬度（金剛石圓錐壓頭），測量區域小，對成品表面影響小，當然他依靠的是卸載在和後的壓痕深度，與布氏硬度原理不一致，另外要求表面光潔度更高。
還有很多其他的測量表徵方法，但基本是採用壓入法。
剛度、強度和硬度都是材料的力學性能（或稱機械性能）指標，為了理解三者的意義，我們首先要知道：

彈性變形：當外力去掉後能恢復到原來的形狀和尺寸的變形。
塑性變形：當外力去掉後不能恢復到原來的形狀和尺寸的變形。
接下來，再來理解剛度、強度和硬度，就比較容易了：

剛度：金屬材料在受力時抵抗彈性變形的能力。
強度：金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。
硬度：金屬材料抵抗更硬的物體壓入其內的能力。
其實，三者之間沒有必然的聯系，不過，硬度是一項綜合力學性能指標，一般硬度高的材料，其強度也高。

金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強度。按外力作用的性質不同，主要有屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等，工程常用的是屈服強度和抗拉強度，這兩個強度指標可通過拉伸試驗測出。

⑷ 有哪些測量材料硬度的方法

硬度是指材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的能力｡

材料具有足夠的硬度就能保持其表面的使用性質和外觀質量｡測定材料硬度的方法常採用的有刻劃法､壓入法和回彈法

⑸ 金屬材料的硬度測試方法有哪些

金屬的硬度，是指金屬表面局部體積內抵抗因外物壓入而引起的塑性變形的抗力，硬度越高表明金屬抵抗塑性變形的能力越強，金屬產生塑性變形越困難。硬度試驗方法簡單易行，又無損於零件。實際常使用的硬度試驗方法有：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。三種硬度試驗值有大致的換算關系，機械、機械工藝或金屬材料的手冊上面一般都有換算關系表。
[布氏硬度HB]
布氏硬度是用載荷為P的力把直接D的鋼球壓入金屬表面，並保持一定的時間，測量金屬表面上的壓痕直徑d，據此計算出的壓痕面積AB，求出每單位面積所受力，用作金屬的硬度值，叫布氏硬度，記作HB.
HB=P/AB=P/(πDh)=2P/(πD(D-SQD(D2-d2)))
單位：P-kgf,D,h-mm
對鋼來說，一般選用的鋼球D為10mm，載荷P為3000kgf,壓入時間為10秒。試驗所得直徑d應在0.25D-0.6D的范圍內。布氏硬度的使用上限是HB450，適用於測定退火、正火、調質鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。
[洛氏硬度HR]
洛氏硬度是工業生產中最常用的硬度測量的方法，因為操作簡便、迅速，可以直接讀出硬度值，不損傷工件表面，可測量的硬度范圍較寬。但洛氏硬度也有一些缺點，如因壓痕小，對材料有偏析及組織不均勻的情況，測量結果分離度大，再現性較差。
洛氏硬度(HR)也是用壓痕的方式試驗硬度。它是用測量凹陷深度來表示硬度值。洛氏硬度試驗用的壓頭分硬質和軟質兩種。硬質壓頭為頂角為120º的金剛石圓錐體，使用於淬火鋼等硬的材料。HRA以60kgf的負荷試驗，硬度有效范圍是>70，適用於硬質合金、表面淬火層及滲碳層;HRC以150kgf的負荷試驗，硬度有效范圍是20-67(相當於HB230-700)，適用於淬火鋼及調質鋼。
軟質壓頭由直徑1.588mm(1/16")的鋼球製成，使用於退火鋼、有色金屬等，以HRB表示，硬度有效范圍是25-100（相當於HB60-230)。
這三種洛氏硬度在表盤上刻度的顏色有所規定，HRA和HRC為黑色刻度，HRB為紅色刻度。
[維氏硬度HV]
維氏硬度也是利用壓痕面積上單位應力作為硬度值計量。維氏硬度所使用的壓頭是錐面夾角為136º的金剛石四方錐體。
試驗時，在載荷P的作用下，在試樣試驗面上壓出一個正方形壓痕。測量壓痕兩對角線的平均長度d，藉以計算壓痕面積AV，以P/AV的數值表示試樣的硬度，以HV表示。
HV=P/AV=1.8544P/d2
載荷P的大小可根據試樣的不同選擇，一般為5-100kgf。
一般硬度測量方法對應的處理范圍：
1.
HRA:(洛氏A)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼及其它軟硬材質的硬度測試。
2.
HK:(Knoop
努氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
3.
HRC:(Rockwell
C洛氏)用於量測熱處理鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。
4.
HRB:(Rockwell
B洛氏)用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
5.
HR30T:(Rockwell
30T洛氏)
用於量測較軟材質的鋼及非鐵材料之硬度。
6.
HB5:(Brinell
布氏5)用於量測鋁、軟質鋁合金、鑄鐵、銅、黃銅等。
7.
HB30:(Brinell
布氏30)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。
8.
HV:(Vickers維氏)適用於量測各類材料。
9.
R:(Tensile
mole拉伸模數
N/mm2)用於熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。
10.
HR15N:(Rockwell
洛氏HR15N)用於量測熱處理硬質鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。

⑹ 常用的測量硬度的方法有幾種其應用范圍如何

方法：塑料洛氏、邵氏、金屬洛氏、金屬布氏、金屬維氏、顯微維氏等。

具體操作：1、塑料洛氏：在規定的加荷時間內，在受試材料上面的鋼球上施加一個恆定的初 負荷，隨後施加主負荷，然後在恢復到相同的初負荷。 測量結果是由鋼球壓入材料的總深度，減去卸去主負荷後規定時間內的彈性恢復以及初負荷引起的壓入深度。洛氏硬度標尺每一分度表示壓頭垂直移動0.002mm，具體公式：HR=130-e/0.002 HR— 洛氏硬度值 e－主負荷卸除後的壓入深度

2、邵氏：使用邵氏A型硬度機測試，測試時需注意按照標准，測試環境須在標准狀態下(23±2℃，50±5% R.H) 進行，且測試前試片須在標准狀態下放置40小時以上。測試時，將試片置於硬度試驗機平台上。調整使壓針頭與試樣表面的距離至25.4±2.5mm，然後，施加合適力度（不沖擊被測物）使壓針頭壓在試樣上。待完全壓下，與測試物接觸1秒內，立即讀取刻度值到整數字並記錄其結果。

3、金屬洛氏：測試原理將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球）分兩個步驟壓入試樣表面，經規定保持時間後，卸除主試驗力，測量在初試驗力下的殘余壓痕深度h，根據h值及常數N和S計算洛氏硬度。洛氏硬度應選擇在較小的溫度變化范圍內進行，因為溫度變化可能會對試驗結果有影響。所以試驗一般規定在10～35℃的室溫進行。試樣應平穩地放置在剛性支承物上，並使壓頭軸線與試樣表面垂直。避免試樣產生位移。使壓頭與試樣表面接觸，在無沖擊和振動的情況下施加試驗力，初試驗力保持不應超過3秒。將測在不小於1s且不大於8s的時間內，從初試驗力增加到總試驗力，並保持4s±2s，然後卸除主試驗力，保持初試驗力，經過短暫穩定後，進行讀數。為了讀書准確，在試驗過程中，硬度計應避免受到任何沖擊和震動。

4、金屬布氏：測試原理對一定直徑的硬質合金球施加試驗力壓入試樣表面，經規定保持時間後，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗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，其半徑是壓頭槌直徑的二分之一。

5、金屬維氏：測試原理將頂部兩相對面具有規定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣表面，保持規定時間後，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長。維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商，壓痕被視為具有正方形基面並與壓頭角度相同的理想形狀。

6、顯微維氏：試驗一般在10～35℃的室溫進行。對溫度要求嚴格的試驗，試驗溫度應為23℃±5℃。根據試樣厚度和硬度選擇試驗力。使壓頭與試樣表面垂直接觸，垂直於試驗面施加試驗力，加力過程中不應有沖擊和震動，直至將試驗力施加至規定值。保持試驗力的時間為10～15秒。對特殊材料，試驗力保持時間可以延長，但誤差應在±2秒。

⑺ 硬度計測量方法有哪些

方解石硬度為2，斜長石硬度為6。

硬度是材料抵抗更硬物體壓人其表面的能力，也可以說是抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是材料的重要性能之一，與其他強度指標和塑性指標之間有著內在聯系。硬度值(例如，布氏硬度HBS)可以間接反映金屬強度及金屬在化學成分、金相組織和熱處理工藝上的差異等。

通常，材料越硬，其耐磨性越好。機械製造業所用的刀具、量具、模具等，都應具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命。有些機械零件如齒輪等，也要求有一定的硬度，以保證足夠的耐磨性和使用壽命。

硬度試驗方法比較簡單迅速， 可直接在原材料或零件表面上測試，因此被廣泛應用。

常用的硬度測量方法是亞人法，主要有布氏硬度(HB)、 洛氏硬度(HR)和維氏硬度(HV)。

布氏硬度：

布氏硬度試驗原理：即用直徑為D的淬火鋼1球或硬質合金球，以規定的壓力壓入被測試樣表面，保持規定時間後去除外力，在試樣表面留下球形壓痕。

布氏硬度值用球面壓痕單位表面積.上所承受的平均壓力來表示。在試驗中，硬度值不需計算，是用刻度放大鏡測出壓痕直徑d，然後對照有關硬度表查出相應的布民硬度值。

一般來說、材.料愈軟，其壓痕直徑愈大，布氏硬度值也就愈低。反之，布氏硬度值就愈高。布氏硬度常用符號HB表示。布氏硬度在450 ~ 650之間的材料，壓頭用硬質合金球，其硬度值用HBW表示。

⑻ 硬度的檢測方法有哪幾種，各自的檢測范圍都是什麼

硬度：是指金屬表面抵抗其它更硬物體壓入的能力。按照測量方法的不同,可分為布氏硬度/洛氏硬度/維氏硬度/肖氏硬度等。 一、 布氏硬度HB 布氏硬度是用一定的負荷（一般為3000kg），把一定硬度的淬硬鋼球（常用10、5、2.5毫米）壓入材料表面，然後用所加的負荷除以材料上球印的表面積，所得結果就是布氏硬度值，單位是公斤/平方毫米,但習慣上不予標注。按照GB231-84<金屬布氏硬度試驗方法>,用淬火鋼球所測出的硬度用HBS表示;用硬質合金球為壓頭所測出的硬度值為HBW.HBS適用於測量退火/正火/調質鋼及鑄鐵/有色金屬及硬度小於450HBS的較軟材料;HBW適用於測量硬度在450~650HBW之間的淬火材料. 1、優點：由於被測金屬壓坑面積較大，所以結果比較准確。同時實踐證明HB與不淬火鋼抗拉強度σb有一定的近似關系，對於低碳鋼σb=3.53HB，中碳鋼σb=3.5HB，高碳鋼σb=3.33HB，灰鑄鐵σb=0.98HB，（σb單位為Mpa）因此根據材料的布氏硬度值，可以近似地確定金屬材料的抗拉強度。 2、缺點：不適合測量HB大於450的材料，因為材料的硬度太高容易引起鋼球變形，使得測量結果不準確。同時由於壓印較大，不適合測定成品和薄板材料。 二、洛氏硬度HR 洛氏硬度是用120度圓錐形金剛石壓入器或直徑為1.59毫米的淬硬鋼球作為壓頭,在一定的負荷的作用下壓入材料的表面上,用壓入的深度來計算材料硬度的大小。洛氏硬度沒有單位。根據所採用的負荷不同，洛氏硬度又分為三種 1、HRA測量硬度很高或硬而薄的HB大於700的金屬，如硬質合金錶面處理工件等，負荷為60公斤及120o金鋼錐）； 2、HRB測量較軟的退火件及銅、鋁及HB=60~230的金屬，負荷為100公斤及ф1.588mm鋼球； 3、HRC一般用於測量HB=230~700的調質鋼或淬火回火後的工件，負荷為150公斤及120o金鋼錐； 優點：使用方法簡便，可以直接從刻度盤上直接讀出數值。由於壓印較小，適合測定成品和薄板材料。 缺點：由於壓印小，所以不準確，一般多測幾點，然後取平均值。 以上三種洛氏硬度中一HRC應用最多，一般經淬火處理的鋼材均用它。 洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間的關系約為高硬度時 HRC1/10HB； 三、 維氏硬度HV和顯微硬度 測定維氏硬度的原理基本與布氏硬度相同，區別在於壓頭採用錐面夾角為136度的金剛石正四棱錐體，單位是公斤/平方毫米，一般不予標出。 維氏法所用載荷較小。壓痕淺，適用於測量零件薄的表面硬化層、金屬鍍層及薄片金屬的硬度，這是布氏和洛氏所不及的。此外,因壓頭是金剛石角錐，載荷可調范圍大，故對軟硬材料均適用，測定范圍0~1000HV。 較新的國家標准為GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗第一部分：試驗方法》 用布氏、洛氏、維氏的硬度試驗法，載荷大、壓痕面積大，只能得到金屬材料組織混合物的平均硬度值，當需要測定某個相或某個晶粒硬度時，就要用到顯微硬度。 顯微硬度試驗法的原理與維氏相同，也是以載荷與壓痕表面積之比來確定。不同的是所採用的載荷極小，一般在1~120gf(1gf=0.0098N)，顯微硬度值也可用HV來表示。 四、肖氏硬度HS 肖氏硬度試驗是動態力試驗中最簡單的試驗方法。試驗時，使一定重量的標准沖頭（底端鑲有金剛石圓柱體）或鋼球從一定高度自由落於試樣表面，然後由於試樣的彈性變形，又使其回跳到一定高度，可用落下的高度與回跳的高度的比值來計算肖氏硬度值HS。它取決於材料的彈性性質。因此又被稱為彈性回跳硬度。