機械製造常用硬度的方法

Ⅰ 一，測量金屬硬度常用的試驗方法有哪些並指出各自的優缺點

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。
一、 布氏硬度HB
布氏硬度是用一定的負荷，把一定硬度的淬硬鋼球壓入材料表面，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。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。

Ⅱ 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。

Ⅲ 常用硬度試驗有哪幾種其各自的優缺點如何

常用的硬度試驗有以下幾種：

• 布氏硬度試驗（Brinell hardness test）：用圓球形鋼珠或碳化鎢球壓入金屬表面，測量壓痕的直徑來表示材料的硬度。優點是對大型件和不規則形狀的物體適用；缺點是測試時會造成較大的表面變形，且測試時間較長。

• 維氏硬度試驗激吵（Vickers hardness test）：用鑽石錐形壓頭壓入金屬表面，測量壓痕對角線長度來表示材料的硬度。優點是測試精度高，可用於測量各種材料的硬度；缺點是測試時需要相對平整的表面和較高的設備成本。

• 洛氏硬度試驗（Rockwell hardness test）：用鋼球或鑽石錐形壓頭在金屬表面施加一定的荷載，測量壓痕的深度或彈性回彈量來表示材料的硬度。優點是測試速度快，設備操作簡單；缺點是測試結果受表面粗糙度和材料厚度的影響較大。

• 夏氏硬度試驗（Shore hardness test）：用一個圓錐形壓頭壓入物體皮鉛雀表面，測量壓頭下沉的深度來表示材料的硬度。適用於塑料、橡膠等材料的硬度測試。優點是測試操作簡便，可直接用手操縱；缺點是只適用於比較軟的材料，且燃早測試結果易受溫度和濕度等因素的影響。

不同的硬度試驗方法在測試精度、測試速度、設備成本、測試對象等方面都有不同的優缺點。在選擇硬度試驗方法時，應根據實際需要選擇適合的測試方法。

Ⅳ 常用的測量硬度的方法有幾種應用范圍是什麼

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。

Ⅳ 常用的材料硬度的測量方法有那些

金屬洛氏法：

1、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。

2、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。

3、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。為了讀數准確，在試驗過程中，硬度計應避免受到任何沖擊和震動。

4、在多處取值時，兩相鄰壓痕中心間距離至少應為壓痕直徑的 4倍，但不得小於2mm。任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應為壓痕直徑的2.5倍， 但不得小於1mm。

金屬布氏法：

1、一般試驗在10～35℃的室溫進行即可，如果有對溫度要求嚴格的試驗（視乎材料對溫度的敏感性），試驗溫度應為23℃±5℃。

2、試驗力的選擇應保證壓痕直徑在0.24D～0.6D之間。試驗力－壓頭槌直徑的平方的比率鞋（1.02F/D2比值）應根據材料和硬度值選擇。

3、為了保證在盡可能大的有代表性的試樣區域試驗，應盡可能選取大直徑的壓頭；當試樣尺寸允許時，應優先使用直徑為10mm的球壓頭進行試驗。

4、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。

5、試驗力保持時間為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。

6、任一壓痕中心距試樣邊緣距離，至少為壓痕平均直徑的2.5倍。相鄰壓痕中心間的距離至少為壓痕直徑的3倍。應在兩相互垂直方向測量壓痕直徑，用兩個讀數的平均值計算布氏硬度。

金屬維氏法：

1、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。

2、試驗力保持時間為10～15秒。對特殊材料，試驗力保持時間可以延長，直至試樣不再發生塑性變形，但誤差應在±2秒。應測量壓痕兩條對角線長度，用其算術平均值或通過查表得到硬度值。放大系統應能將對角線放大到視場的25%～75%。

顯微維氏法：

1、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。

2、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。

(5)機械製造常用硬度的方法擴展閱讀：

硬度測試實驗的注意事項

1、試樣(被測工件)表面應平坦光潔(粗糙度Ra不大於1.6um) ，無污物等。

2、對於特殊類試樣如與壓頭粘結的活性金屬材料，可以適當塗些油料(如煤油)。

3、試樣的製取應注意因外界因素引起表面組織變化，從而對硬度值構成影響。如製取試樣時因過熱引起的燒傷等。

4、試樣或者被測層的厚度應負荷標准。如採用金剛石錐壓頭厚度不小於壓痕殘余深度(壓頭壓入深度)的10倍;球壓頭不小於壓痕殘余深度的15倍。

5、對於凹面或者凸面試樣應該進行必要的硬度值修正。