机械制造常用硬度的方法

Ⅰ 一，测量金属硬度常用的试验方法有哪些并指出各自的优缺点

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。
一、 布氏硬度HB
布氏硬度是用一定的负荷，把一定硬度的淬硬钢球压入材料表面，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。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。

Ⅱ 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。

Ⅲ 常用硬度试验有哪几种其各自的优缺点如何

常用的硬度试验有以下几种：

• 布氏硬度试验（Brinell hardness test）：用圆球形钢珠或碳化钨球压入金属表面，测量压痕的直径来表示材料的硬度。优点是对大型件和不规则形状的物体适用；缺点是测试时会造成较大的表面变形，且测试时间较长。

• 维氏硬度试验激吵（Vickers hardness test）：用钻石锥形压头压入金属表面，测量压痕对角线长度来表示材料的硬度。优点是测试精度高，可用于测量各种材料的硬度；缺点是测试时需要相对平整的表面和较高的设备成本。

• 洛氏硬度试验（Rockwell hardness test）：用钢球或钻石锥形压头在金属表面施加一定的荷载，测量压痕的深度或弹性回弹量来表示材料的硬度。优点是测试速度快，设备操作简单；缺点是测试结果受表面粗糙度和材料厚度的影响较大。

• 夏氏硬度试验（Shore hardness test）：用一个圆锥形压头压入物体皮铅雀表面，测量压头下沉的深度来表示材料的硬度。适用于塑料、橡胶等材料的硬度测试。优点是测试操作简便，可直接用手操纵；缺点是只适用于比较软的材料，且燃早测试结果易受温度和湿度等因素的影响。

不同的硬度试验方法在测试精度、测试速度、设备成本、测试对象等方面都有不同的优缺点。在选择硬度试验方法时，应根据实际需要选择适合的测试方法。

Ⅳ 常用的测量硬度的方法有几种应用范围是什么

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。

Ⅳ 常用的材料硬度的测量方法有那些

金属洛氏法：

1、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。

2、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。

3、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。为了读数准确，在试验过程中，硬度计应避免受到任何冲击和震动。

4、在多处取值时，两相邻压痕中心间距离至少应为压痕直径的 4倍，但不得小于2mm。任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕直径的2.5倍， 但不得小于1mm。

金属布氏法：

1、一般试验在10～35℃的室温进行即可，如果有对温度要求严格的试验（视乎材料对温度的敏感性），试验温度应为23℃±5℃。

2、试验力的选择应保证压痕直径在0.24D～0.6D之间。试验力－压头球直径的平方的比率鞋（1.02F/D2比值）应根据材料和硬度值选择。

3、为了保证在尽可能大的有代表性的试样区域试验，应尽可能选取大直径的压头；当试样尺寸允许时，应优先使用直径为10mm的球压头进行试验。

4、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。

5、试验力保持时间为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。

6、任一压痕中心距试样边缘距离，至少为压痕平均直径的2.5倍。相邻压痕中心间的距离至少为压痕直径的3倍。应在两相互垂直方向测量压痕直径，用两个读数的平均值计算布氏硬度。

金属维氏法：

1、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。

2、试验力保持时间为10～15秒。对特殊材料，试验力保持时间可以延长，直至试样不再发生塑性变形，但误差应在±2秒。应测量压痕两条对角线长度，用其算术平均值或通过查表得到硬度值。放大系统应能将对角线放大到视场的25%～75%。

显微维氏法：

1、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。

2、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。

(5)机械制造常用硬度的方法扩展阅读：

硬度测试实验的注意事项

1、试样(被测工件)表面应平坦光洁(粗糙度Ra不大于1.6um) ，无污物等。

2、对于特殊类试样如与压头粘结的活性金属材料，可以适当涂些油料(如煤油)。

3、试样的制取应注意因外界因素引起表面组织变化，从而对硬度值构成影响。如制取试样时因过热引起的烧伤等。

4、试样或者被测层的厚度应负荷标准。如采用金刚石锥压头厚度不小于压痕残余深度(压头压入深度)的10倍;球压头不小于压痕残余深度的15倍。

5、对于凹面或者凸面试样应该进行必要的硬度值修正。