材料硬度测量方法

⑴ 常用的测量硬度的方法有几种其应用范围如何

金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。

压入法（布氏、洛氏、维氏）测量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力。

回跳法（肖氏、里氏）测量硬度，硬度值代表金属弹性变形功能的大小。

刻划法测量硬度，硬度值表示金属抵抗表面局部破裂的能力。
1. HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。

2. HK:(Knoop 努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

3. HRC:(Rockwell C洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

4. HRB:(Rockwell B洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

6. HB5:(Brinell 布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。

7. HB30:(Brinell 布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

8. HV:(Vickers维氏)适用于量测各类材料。

9. R:(Tensile mole拉伸模数 N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

⑵ 三种鉴定材料的硬度方法是什么

硬度是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力。按照测量方法的不同,可分为布氏硬度/洛氏硬度/维氏硬度/等，方法分别如下：
一、 布氏硬度HB
布氏硬度是用一定的负荷（一般为3000kg），把一定硬度的淬硬钢球（常用10、5、2.5毫米）压入材料表面，然后用所加的负荷除以材料上球印的表面积，所得结果就是布氏硬度值，单位是公斤/平方毫米,但习惯上不予标注。按照GB231-84<金属布氏硬度试验方法>,用淬火钢球所测出的硬度用HBS表示;用硬质合金球为压头所测出的硬度值为HBW.HBS适用于测量退火/正火/调质钢及铸铁/有色金属及硬度小于450HBS的较软材料;HBW适用于测量硬度在450~650HBW之间的淬火材料.
1、优点：由于被测金属压坑面积较大，所以结果比较准确。同时实践证明HB与不淬火钢抗拉强度σb有一定的近似关系，对于低碳钢σb=3.53HB，中碳钢σb=3.5HB，高碳钢σb=3.33HB，灰铸铁σb=0.98HB，（σb单位为Mpa）因此根据材料的布氏硬度值，可以近似地确定金属材料的抗拉强度。
2、缺点：不适合测量HB大于450的材料，因为材料的硬度太高容易引起钢球变形，使得测量结果不准确。同时由于压印较大，不适合测定成品和薄板材料。
二、洛氏硬度HR
洛氏硬度是用120度圆锥形金刚石压入器或直径为1.59毫米的淬硬钢球作为压头,在一定的负荷的作用下压入材料的表面上,用压入的深度来计算材料硬度的大小。洛氏硬度没有单位。根据所采用的负荷不同，洛氏硬度又分为三种
1、HRA测量硬度很高或硬而薄的HB大于700的金属，如硬质合金表面处理工件等，负荷为60公斤及120o金钢锥）；
2、HRB测量较软的退火件及铜、铝及HB=60~230的金属，负荷为100公斤及ф1.588mm钢球；
3、HRC一般用于测量HB=230~700的调质钢或淬火回火后的工件，负荷为150公斤及120o金钢锥；
优点：使用方法简便，可以直接从刻度盘上直接读出数值。由于压印较小，适合测定成品和薄板材料。
缺点：由于压印小，所以不准确，一般多测几点，然后取平均值。
以上三种洛氏硬度中一HRC应用最多，一般经淬火处理的钢材均用它。
洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间的关系约为高硬度时 HRC1/10HB；
三、 维氏硬度HV和显微硬度
测定维氏硬度的原理基本与布氏硬度相同，区别在于压头采用锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体，单位是公斤/平方毫米，一般不予标出。
维氏法所用载荷较小。压痕浅，适用于测量零件薄的表面硬化层、金属镀层及薄片金属的硬度，这是布氏和洛氏所不及的。此外,因压头是金刚石角锥，载荷可调范围大，故对软硬材料均适用，测定范围0~1000HV。
较新的国家标准为GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验第一部分：试验方法》
用布氏、洛氏、维氏的硬度试验法，载荷大、压痕面积大，只能得到金属材料组织混合物的平均硬度值，当需要测定某个相或某个晶粒硬度时，就要用到显微硬度。
显微硬度试验法的原理与维氏相同，也是以载荷与压痕表面积之比来确定。不同的是所采用的载荷极小，一般在1~120gf(1gf=0.0098N)，显微硬度值也可用HV来表示。

⑶ 金属材料的硬度测试方法有哪些

首先从硬度概念来讲，硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，从概念理解测定方法。
其次从硬度的测量发展来讲，硬度的测量包括的划痕法、压入法，但无非就是测量划痕的深度、压痕的面积或者深度。
对于钢铁厂比较常用的比如布氏硬度，是用载荷除以压痕面积代表其硬度，方法容易实现，但在成品表面打布氏硬度的话会留下很明显的压痕；但对于洛氏硬度（金刚石圆锥压头），测量区域小，对成品表面影响小，当然他依靠的是卸载在和后的压痕深度，与布氏硬度原理不一致，另外要求表面光洁度更高。
还有很多其他的测量表征方法，但基本是采用压入法。
刚度、强度和硬度都是材料的力学性能（或称机械性能）指标，为了理解三者的意义，我们首先要知道：

弹性变形：当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
塑性变形：当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
接下来，再来理解刚度、强度和硬度，就比较容易了：

刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
其实，三者之间没有必然的联系，不过，硬度是一项综合力学性能指标，一般硬度高的材料，其强度也高。

金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出。

⑷ 有哪些测量材料硬度的方法

硬度是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力｡

材料具有足够的硬度就能保持其表面的使用性质和外观质量｡测定材料硬度的方法常采用的有刻划法､压入法和回弹法

⑸ 金属材料的硬度测试方法有哪些

金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗因外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，机械、机械工艺或金属材料的手册上面一般都有换算关系表。
[布氏硬度HB]
布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB.
HB=P/AB=P/(πDh)=2P/(πD(D-SQD(D2-d2)))
单位：P-kgf,D,h-mm
对钢来说，一般选用的钢球D为10mm，载荷P为3000kgf,压入时间为10秒。试验所得直径d应在0.25D-0.6D的范围内。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
[洛氏硬度HR]
洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。
洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120º的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA以60kgf的负荷试验，硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC以150kgf的负荷试验，硬度有效范围是20-67(相当于HB230-700)，适用于淬火钢及调质钢。
软质压头由直径1.588mm(1/16")的钢球制成，使用于退火钢、有色金属等，以HRB表示，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。
这三种洛氏硬度在表盘上刻度的颜色有所规定，HRA和HRC为黑色刻度，HRB为红色刻度。
[维氏硬度HV]
维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136º的金刚石四方锥体。
试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。
HV=P/AV=1.8544P/d2
载荷P的大小可根据试样的不同选择，一般为5-100kgf。
一般硬度测量方法对应的处理范围：
1.
HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。
2.
HK:(Knoop
努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
3.
HRC:(Rockwell
C洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。
4.
HRB:(Rockwell
B洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
5.
HR30T:(Rockwell
30T洛氏)
用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
6.
HB5:(Brinell
布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。
7.
HB30:(Brinell
布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
8.
HV:(Vickers维氏)适用于量测各类材料。
9.
R:(Tensile
mole拉伸模数
N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
10.
HR15N:(Rockwell
洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

⑹ 常用的测量硬度的方法有几种其应用范围如何

方法：塑料洛氏、邵氏、金属洛氏、金属布氏、金属维氏、显微维氏等。

具体操作：1、塑料洛氏：在规定的加荷时间内，在受试材料上面的钢球上施加一个恒定的初 负荷，随后施加主负荷，然后在恢复到相同的初负荷。 测量结果是由钢球压入材料的总深度，减去卸去主负荷后规定时间内的弹性恢复以及初负荷引起的压入深度。洛氏硬度标尺每一分度表示压头垂直移动0.002mm，具体公式：HR=130-e/0.002 HR— 洛氏硬度值 e－主负荷卸除后的压入深度

2、邵氏：使用邵氏A型硬度机测试，测试时需注意按照标准，测试环境须在标准状态下(23±2℃，50±5% R.H) 进行，且测试前试片须在标准状态下放置40小时以上。测试时，将试片置于硬度试验机平台上。调整使压针头与试样表面的距离至25.4±2.5mm，然后，施加合适力度（不冲击被测物）使压针头压在试样上。待完全压下，与测试物接触1秒内，立即读取刻度值到整数字并记录其结果。

3、金属洛氏：测试原理将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h，根据h值及常数N和S计算洛氏硬度。洛氏硬度应选择在较小的温度变化范围内进行，因为温度变化可能会对试验结果有影响。所以试验一般规定在10～35℃的室温进行。试样应平稳地放置在刚性支承物上，并使压头轴线与试样表面垂直。避免试样产生位移。使压头与试样表面接触，在无冲击和振动的情况下施加试验力，初试验力保持不应超过3秒。将测在不小于1s且不大于8s的时间内，从初试验力增加到总试验力，并保持4s±2s，然后卸除主试验力，保持初试验力，经过短暂稳定后，进行读数。为了读书准确，在试验过程中，硬度计应避免受到任何冲击和震动。

4、金属布氏：测试原理对一定直径的硬质合金球施加试验力压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕的直径。布氏硬度与试验力除以压痕表面积的商成正比。压痕被看作是具有一定半径的球形，其半径是压头球直径的二分之一。

5、金属维氏：测试原理将顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头用试验力压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长。维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得的商，压痕被视为具有正方形基面并与压头角度相同的理想形状。

6、显微维氏：试验一般在10～35℃的室温进行。对温度要求严格的试验，试验温度应为23℃±5℃。根据试样厚度和硬度选择试验力。使压头与试样表面垂直接触，垂直于试验面施加试验力，加力过程中不应有冲击和震动，直至将试验力施加至规定值。保持试验力的时间为10～15秒。对特殊材料，试验力保持时间可以延长，但误差应在±2秒。

⑺ 硬度计测量方法有哪些

方解石硬度为2，斜长石硬度为6。

硬度是材料抵抗更硬物体压人其表面的能力，也可以说是抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。它是材料的重要性能之一，与其他强度指标和塑性指标之间有着内在联系。硬度值(例如，布氏硬度HBS)可以间接反映金属强度及金属在化学成分、金相组织和热处理工艺上的差异等。

通常，材料越硬，其耐磨性越好。机械制造业所用的刀具、量具、模具等，都应具备足够的硬度，才能保证使用性能和寿命。有些机械零件如齿轮等，也要求有一定的硬度，以保证足够的耐磨性和使用寿命。

硬度试验方法比较简单迅速， 可直接在原材料或零件表面上测试，因此被广泛应用。

常用的硬度测量方法是亚人法，主要有布氏硬度(HB)、 洛氏硬度(HR)和维氏硬度(HV)。

布氏硬度：

布氏硬度试验原理：即用直径为D的淬火钢1球或硬质合金球，以规定的压力压入被测试样表面，保持规定时间后去除外力，在试样表面留下球形压痕。

布氏硬度值用球面压痕单位表面积.上所承受的平均压力来表示。在试验中，硬度值不需计算，是用刻度放大镜测出压痕直径d，然后对照有关硬度表查出相应的布民硬度值。

一般来说、材.料愈软，其压痕直径愈大，布氏硬度值也就愈低。反之，布氏硬度值就愈高。布氏硬度常用符号HB表示。布氏硬度在450 ~ 650之间的材料，压头用硬质合金球，其硬度值用HBW表示。

⑻ 硬度的检测方法有哪几种，各自的检测范围都是什么

硬度：是指金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力。按照测量方法的不同,可分为布氏硬度/洛氏硬度/维氏硬度/肖氏硬度等。 一、 布氏硬度HB 布氏硬度是用一定的负荷（一般为3000kg），把一定硬度的淬硬钢球（常用10、5、2.5毫米）压入材料表面，然后用所加的负荷除以材料上球印的表面积，所得结果就是布氏硬度值，单位是公斤/平方毫米,但习惯上不予标注。按照GB231-84<金属布氏硬度试验方法>,用淬火钢球所测出的硬度用HBS表示;用硬质合金球为压头所测出的硬度值为HBW.HBS适用于测量退火/正火/调质钢及铸铁/有色金属及硬度小于450HBS的较软材料;HBW适用于测量硬度在450~650HBW之间的淬火材料. 1、优点：由于被测金属压坑面积较大，所以结果比较准确。同时实践证明HB与不淬火钢抗拉强度σb有一定的近似关系，对于低碳钢σb=3.53HB，中碳钢σb=3.5HB，高碳钢σb=3.33HB，灰铸铁σb=0.98HB，（σb单位为Mpa）因此根据材料的布氏硬度值，可以近似地确定金属材料的抗拉强度。 2、缺点：不适合测量HB大于450的材料，因为材料的硬度太高容易引起钢球变形，使得测量结果不准确。同时由于压印较大，不适合测定成品和薄板材料。 二、洛氏硬度HR 洛氏硬度是用120度圆锥形金刚石压入器或直径为1.59毫米的淬硬钢球作为压头,在一定的负荷的作用下压入材料的表面上,用压入的深度来计算材料硬度的大小。洛氏硬度没有单位。根据所采用的负荷不同，洛氏硬度又分为三种 1、HRA测量硬度很高或硬而薄的HB大于700的金属，如硬质合金表面处理工件等，负荷为60公斤及120o金钢锥）； 2、HRB测量较软的退火件及铜、铝及HB=60~230的金属，负荷为100公斤及ф1.588mm钢球； 3、HRC一般用于测量HB=230~700的调质钢或淬火回火后的工件，负荷为150公斤及120o金钢锥； 优点：使用方法简便，可以直接从刻度盘上直接读出数值。由于压印较小，适合测定成品和薄板材料。 缺点：由于压印小，所以不准确，一般多测几点，然后取平均值。 以上三种洛氏硬度中一HRC应用最多，一般经淬火处理的钢材均用它。 洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间的关系约为高硬度时 HRC1/10HB； 三、 维氏硬度HV和显微硬度 测定维氏硬度的原理基本与布氏硬度相同，区别在于压头采用锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体，单位是公斤/平方毫米，一般不予标出。 维氏法所用载荷较小。压痕浅，适用于测量零件薄的表面硬化层、金属镀层及薄片金属的硬度，这是布氏和洛氏所不及的。此外,因压头是金刚石角锥，载荷可调范围大，故对软硬材料均适用，测定范围0~1000HV。 较新的国家标准为GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验第一部分：试验方法》 用布氏、洛氏、维氏的硬度试验法，载荷大、压痕面积大，只能得到金属材料组织混合物的平均硬度值，当需要测定某个相或某个晶粒硬度时，就要用到显微硬度。 显微硬度试验法的原理与维氏相同，也是以载荷与压痕表面积之比来确定。不同的是所采用的载荷极小，一般在1~120gf(1gf=0.0098N)，显微硬度值也可用HV来表示。 四、肖氏硬度HS 肖氏硬度试验是动态力试验中最简单的试验方法。试验时，使一定重量的标准冲头（底端镶有金刚石圆柱体）或钢球从一定高度自由落于试样表面，然后由于试样的弹性变形，又使其回跳到一定高度，可用落下的高度与回跳的高度的比值来计算肖氏硬度值HS。它取决于材料的弹性性质。因此又被称为弹性回跳硬度。