维氏硬度的检测方法

1. 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。

2. 维氏硬度检测方法有哪些

维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验，即：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。见表3-1
表3-1维氏硬度试验的三种方法
试验力范围/N硬度符号试验名称F 49.03HV5维氏硬度试验
1.961 F<49.03
HV0.2~<HV5
小负荷维氏硬度试验
0.09807 F<1.961
HV0.01~<HV0.2
显微维氏硬度试验
维氏硬度试验主要用于材料研究和科学试验方面
小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度，表面硬化层硬度和有效硬化层深度，镀层的表面硬度，薄片材料和细线材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于试验力很小，压痕也很小，试样外观和使用性能都可以不受影响。
显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度，用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试，零件厚度可薄至3�0�8m。

3. 硬度测试有常见的几种方式，简单描述下测试的原理及用途

根据试验方法和适应范围的不同，常见的硬度单位可分为布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、显微维氏硬度等许多种，不同的单位有不同的测试方法，适用于不同特性的材料或场合。
1. 洛氏硬度测试：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。
2. 布氏硬度：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。
3. 维氏硬度：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。

4. 金属材料硬度检测（维氏、洛氏、布氏）

检测金属厚板、工模具钢、 Al、Cu 、金属薄材 不规则或细小件渗碳,氮化等表面硬化件之维氏硬度﹐以衡量材料对于塑性变形的抵抗能力富士康华南检测中心。一般来说如果要检测硬度较低的碳钢、有色材料多选用布氏硬度计，材料硬度较高时，如淬火钢、工具钢选用洛氏硬度计，铝型材选用小巧方便的韦氏或巴氏硬度计。金属材料的硬度往往与其抗拉强度，耐磨性以及材料强度等性能有着密切的联系。因为金属工件的硬度值可以反影出一些金属的特性，比如金属工件的硬度值越高往往其耐磨性就越强，其强度也会越高。
检测项目
※维氏硬度
※布氏硬度
※洛氏硬度
参考标准：
维氏：JIS Z 2244:2009
ASTM E 384-11
GB/T 4340.1-2009
布氏：GB/T 231.1-2009
ASTM E 10-10
JIS Z 2243-2008
洛氏: JIS Z 2245:2011
ASTM E 18-08b
GB/T 230.1-2009

5. 硬度试验的试验方法

1900年由瑞典人J.A.布里涅耳首先提出。图1为布氏硬度试验的原理。试验时用一定大小的载荷P(牛顿)把直径为D（毫米）的钢球压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，表面留下直径为d（毫米）的压痕，计算出压痕的表面积F，根据下式得出布氏硬度值，用HB表示。
试验在布氏硬度计上进行。适用于各种退火状态下的钢材、铸铁和有色金属，一般用于硬度小于HB 450的场合。布氏硬度压痕较大，一般以10mm及2.5mm的钢球应用最为广泛，因此布氏硬度检测的硬度值最为代表性，较易得出材料的平均硬度，但所测工件表面压痕明显，不适用于检测成品件。 由美国冶金学家S.P.洛克韦尔所提出，是应用最广的试验方法。试验时以锥角为120°的金刚石圆锥或直径为1.588毫米的钢球为压头，先以初载荷P0压入被测件表面，压入深度为h0。再加主载荷P1，总载荷P=P0+P1，此时压入总深度为h1。卸除主载荷P1，由于试样的弹性变形恢复了h2，因此h=h1-h2-h0。由h值根据式可算出硬度值，式中k为常数。实际上，在洛氏硬度计上可以不经计算直接在表盘上读出HR值。
为了用一种硬度计测定从软到硬的材料硬度，须采用不同的压头和总载荷，组成不同的标尺，常用的有HRA、HRB、HRC 3种方法。
洛氏硬度试验适用于各种钢材、有色金属、淬火后的高硬工件和硬质合金等，因其压痕较小，常用于检测成品及半成品的硬度，但对于组织不均匀的材质会出现检测硬度差别较大的可能性。 英国维克斯公司提出的一种试验方法，用两相对夹角为136°的正棱形角锥以一定载荷P压入被测件表面，由压痕平均对角线长度d（毫米）计算压痕表面积F（毫米2），则维氏硬度值HV可由下式计算得出
维氏硬度值也可根据压痕对角线长度和载荷查表得出。维氏硬度试验适于用来测定金属镀层或化学热处理后的表面层硬度。
当维氏硬度试验的作用载荷在 1千克力（980.5牛顿）以下时，称为显微硬度试验。它可测定材料微小区域内的如金属中的非金属夹杂物或单个晶粒的硬度，可用来鉴别金相组织中的不同组成相，或测定极薄层内的硬度。 将钢球在冲击力作用下压入试样表面，测出被测件上的压痕直径，据此求出硬度值。有两种测法：一种是将钢球在已知的弹簧力的作用下，压入被测件表面，根据压痕大小，得出硬度值。另一种是将钢球置于已知硬度的标准杆和被测件之间，用锤敲击，测出标准杆和被测件的压痕大小，进行比较后，求出被测件的硬度。

6. 测量一种金属材料的硬度（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度），如何根据金属材料使用合适的硬度进行测量。

硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
布氏硬度以HB[N（kgf/mm2）]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。
洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
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7. 材料常用的硬度试验方法有几种

材料的硬度测试大致有三类方法：
1、压入法，主要有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。
2、回跳式，主要有肖氏硬度、理氏硬度。
3、刻划法，如莫氏硬度。
上述硬度测试方法的适用范围大致为：
1、布氏硬度通常用于测定铸铁、非铁金属、低合金结构钢及结构钢调质件等。
2、洛氏硬度理论上可用于各种材料硬度的测试，但因用不同的硬度等级测得的硬度值无法比较，故常用于淬火钢的硬度测试。
3、维氏硬度常用于表面淬火时石硬化层深度和化学热处理（如渗氮）件表面硬度测试。
4、肖氏硬度和理氏硬度常用于测试经精加工零件的表面硬度，如机床淬火导轨等。
5、莫氏硬度是一种划痕硬度，主要用于无机非金属材料，特别是矿物的硬度测试。

8. 硬度的测定方法有哪些

1.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。 术语及定义...
2.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,...
3.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...
4.显微维氏 术语及定义 试验力——试验时所用的负载。 压痕对角线——卸载后,压头在被测样品表面留下的方形或菱形压痕的对角线。 压头夹角——压头顶部两相对面的夹角。 测试程序 试验一般在10~35...
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9. 维氏硬度计的使用方法

维氏硬度计以49.03～980.7N的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。

它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷﹤1.949.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷﹤1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。

试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值计算公式：HV = 常数×试验力/压痕表面积 ≈0.1891 F/d2 …………式中：HV ――― 维氏硬度符号；F ――― 试验力（单位N）；d ――― 压痕两对角线d1、d2的算术平均值（单位mm）。

实用中是根据对角线长度d通过查表可得到维氏硬度值。国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020～1.400mm。

(9)维氏硬度的检测方法扩展阅读

维氏硬度计一般分类三种:

一、维氏硬度计一般指最大负荷在10-50公斤的维氏硬度试验机

二、小负荷维氏硬度计一般指最大负荷在5公斤的维氏硬度试验机

三、显微维氏硬度计一般指最大负荷在1公斤的维氏硬度

维氏硬度计表示为HV，维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值，后面为试验力值。常见的有HV5,HV10，HV20，HV30，HV50和HV100标准的试验保持时间为10～15S。但对于有色金属则不能小于30秒，如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。

300HV30—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间10～15S时得到的硬度值为300。

450HV30/25—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间25S时得到的硬度值为450。

10. 金属材料维氏硬度试验有哪些国际及国家标准

GB/T4340-2009《金属材料 维氏硬度试验》，共分为4个部分，分别是：
1、GB/T 4340.1-2012金属材料 维氏硬度试验---试验方法；
2、GB/T 4340.2-2012金属材料 维氏硬度试验---2硬度计的检验与校准;
3、GB/ T4340.3-2012金属材料 维氏硬度试验---3标准硬度块;
4、GB?T4340.4-2012金属材料 维氏硬度试验---4硬度值换算表。
另外还有《GBT_7997-2014硬质合金 维氏硬度试验方法》，这些标准均是最新修订的，并与国际标准组织ISO的标准等效。