硬度的測定方法有哪些如何選擇

1. 硬度測量方法

硬度測量方法的選擇依據材料特性、工件厚度以及對測量精度的需求。以下是幾種常見的硬度測量方法及其特點：

洛氏硬度，以測量壓入深度為原理，優點在於操作簡便，工作效率高，適用於快速測定多種材料的硬度，如較薄工件和成品。但其精度較低，需要多次測量取平均值，且金剛石壓頭的生產與測量機構精度存在局限。

維氏硬度測量范圍廣泛，適合測量高硬度和較軟材料，精度較高，尤其在測量板材、帶材時效果顯著。但試驗力較大，測量效率較低，不適合太小或高硬度材料的測量，以及成品硬度檢測。

布氏硬度則以較大的壓頭和試驗力為特點，壓痕明顯，可測出較大范圍的性能，適合測量灰鑄鐵等粗晶粒材料，但對表面破壞較大，不適合成品測量，適合原料及半成品硬度測量。

顯微硬度壓痕極小，適合無損檢測，適用於測量微小零件和表面硬化層硬度，具有多種壓頭形狀，適用於特殊材料和形狀的測量。

努氏硬度測量精度更高，尤其適合測量薄層硬度，且壓痕周圍脆裂傾向小，適用於高硬度金屬陶瓷材料及脆性材料的測量。

肖氏硬度操作簡便，試驗力小，對工件破壞小，適用於大型工件現場測量，如軋輥、大齒輪等，是軋輥性能評估的重要指標之一。

材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。固體對外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標。由於規定了不同的測試方法，所以有不同的硬度標准。各種硬度標準的力學含義不同，相互不能直接換算，但可通過試驗加以對比。早在1822年，Friedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上最硬的和最軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計。硬度試驗是機械性能試驗中最簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗，生產上需要一個比較准確的硬度和強度的換算關系。

2. 硬度測試最常用的三種方法

常用的三種硬度方式有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度，具體如下：

（1）洛氏硬度計

1914年,由美國的H.M.Rockwell S.P.Rockwell共同設計了第一台洛氏硬度計. 洛氏硬度試驗是一種壓痕硬度試驗, 試驗快速.

用錐頂角為120°的金剛石壓頭或球壓頭，在先後施加的初始試驗力和總試驗力的作用下壓入試樣表面. 在總試驗力作用下保持規定時間後, 卸除主試驗力,保留初試驗力,測量其壓痕深度差表示洛

洛氏硬度試驗操作簡便、迅速、壓痕小， 用於測定鋼鐵、有色金屬、硬質合金等的硬度。

（2）布氏硬度計

布氏硬度是在1900年由瑞典工程師提出. 由於在試樣表面上壓出的壓痕較大,尤其使用於測量組織不均勻好晶粒粗大的材料. 布氏硬度值與抗拉輕度之間存在一定的換算關系.

用直徑D的淬火鋼球或硬質合金球作壓頭，以相應的試驗力F壓入試件表面，經規定的保持時間後，卸除試驗力，得到一直徑為d的壓痕。用試驗力除以壓痕表面積，所得值即為布氏硬度值。用HBS或HBW表示。

2003年以後，我國已經等效採用國際標准，取消了鋼球壓頭，全部採用硬質合金球頭。因此HBS停止使用，全部用HBW表示布氏硬度符號。很多時候布氏硬度僅用HB表示，指的就是HBW。不過在文獻論文中HBS仍時有所見。

布氏硬度測量法適用於鑄鐵、非鐵合金、各種退火及調質的鋼材，不宜測定太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。

（3）維氏硬度計

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）於1925年提出。英國的維克斯阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司首先製造.

維氏硬度測量原理與布氏硬度相似。採用相對面夾角為136°金剛石正四棱錐壓頭，試驗時，在一定載荷的作用下，試樣表面上壓出一個四方錐形的壓痕，測量壓痕對角線長度，藉以計算壓痕的表面積，載荷除以表面積的數值就是試樣的硬度值，用符號HV表示。

維氏硬度測量范圍大，壓痕小，一般用來測量較薄的黑色金屬、有色金屬、硬質合金,陶瓷,以及滲碳、滲氮等表面硬化層。

硬度計