硬度的测定方法有哪些如何选择

1. 硬度测量方法

硬度测量方法的选择依据材料特性、工件厚度以及对测量精度的需求。以下是几种常见的硬度测量方法及其特点：

洛氏硬度，以测量压入深度为原理，优点在于操作简便，工作效率高，适用于快速测定多种材料的硬度，如较薄工件和成品。但其精度较低，需要多次测量取平均值，且金刚石压头的生产与测量机构精度存在局限。

维氏硬度测量范围广泛，适合测量高硬度和较软材料，精度较高，尤其在测量板材、带材时效果显着。但试验力较大，测量效率较低，不适合太小或高硬度材料的测量，以及成品硬度检测。

布氏硬度则以较大的压头和试验力为特点，压痕明显，可测出较大范围的性能，适合测量灰铸铁等粗晶粒材料，但对表面破坏较大，不适合成品测量，适合原料及半成品硬度测量。

显微硬度压痕极小，适合无损检测，适用于测量微小零件和表面硬化层硬度，具有多种压头形状，适用于特殊材料和形状的测量。

努氏硬度测量精度更高，尤其适合测量薄层硬度，且压痕周围脆裂倾向小，适用于高硬度金属陶瓷材料及脆性材料的测量。

肖氏硬度操作简便，试验力小，对工件破坏小，适用于大型工件现场测量，如轧辊、大齿轮等，是轧辊性能评估的重要指标之一。

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同，相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。

2. 硬度测试最常用的三种方法

常用的三种硬度方式有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度，具体如下：

（1）洛氏硬度计

1914年,由美国的H.M.Rockwell S.P.Rockwell共同设计了第一台洛氏硬度计. 洛氏硬度试验是一种压痕硬度试验, 试验快速.

用锥顶角为120°的金刚石压头或球压头，在先后施加的初始试验力和总试验力的作用下压入试样表面. 在总试验力作用下保持规定时间后, 卸除主试验力,保留初试验力,测量其压痕深度差表示洛

洛氏硬度试验操作简便、迅速、压痕小， 用于测定钢铁、有色金属、硬质合金等的硬度。

（2）布氏硬度计

布氏硬度是在1900年由瑞典工程师提出. 由于在试样表面上压出的压痕较大,尤其使用于测量组织不均匀好晶粒粗大的材料. 布氏硬度值与抗拉轻度之间存在一定的换算关系.

用直径D的淬火钢球或硬质合金球作压头，以相应的试验力F压入试件表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，得到一直径为d的压痕。用试验力除以压痕表面积，所得值即为布氏硬度值。用HBS或HBW表示。

2003年以后，我国已经等效采用国际标准，取消了钢球压头，全部采用硬质合金球头。因此HBS停止使用，全部用HBW表示布氏硬度符号。很多时候布氏硬度仅用HB表示，指的就是HBW。不过在文献论文中HBS仍时有所见。

布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种退火及调质的钢材，不宜测定太硬、太小、太薄和表面不允许有较大压痕的试样或工件。

（3）维氏硬度计

维氏硬度试验方法是英国史密斯（R.L.Smith）和塞德兰德（C.E.Sandland）于1925年提出。英国的维克斯阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司首先制造.

维氏硬度测量原理与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136°金刚石正四棱锥压头，试验时，在一定载荷的作用下，试样表面上压出一个四方锥形的压痕，测量压痕对角线长度，借以计算压痕的表面积，载荷除以表面积的数值就是试样的硬度值，用符号HV表示。

维氏硬度测量范围大，压痕小，一般用来测量较薄的黑色金属、有色金属、硬质合金,陶瓷,以及渗碳、渗氮等表面硬化层。

硬度计