硬度是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬度試驗的方法較多,原理也不相同,測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度試驗,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、維氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗,其值代表金屬彈性變形功的大小。因此,硬度不是一個單純的物理量,而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。


 硬度的(de)測試方(fang)法有:劃痕法(莫氏(shi)(shi)(shi))、壓入法(布氏(shi)(shi)(shi)、洛氏(shi)(shi)(shi)、維氏(shi)(shi)(shi))、動力法(里氏(shi)(shi)(shi))。 


 下(xia)面介紹各種(zhong)硬度測(ce)試法: 


 1. 莫氏硬度     


  這(zhe)是一個最古老的(de)(de)測量硬(ying)度(du)(du)是1824年(nian)由德國礦物(wu)(wu)學家莫(mo)斯(si)(Frederich Mohs)首(shou)先提出(chu)。應(ying)用劃(hua)痕法將棱錐形金(jin)剛鉆針(zhen)刻劃(hua)所試(shi)礦物(wu)(wu)的(de)(de)表(biao)面(mian)而發生劃(hua)痕。用測得的(de)(de)劃(hua)痕的(de)(de)深度(du)(du)來(lai)表(biao)示硬(ying)度(du)(du):滑石(shi)(shi)(talc)1(硬(ying)度(du)(du)最小),石(shi)(shi)膏(gypsum)2,方解(jie)石(shi)(shi)(calcite)3,螢石(shi)(shi)(fluorite)4,磷灰(hui)石(shi)(shi)(apatite)5,正(zheng)長石(shi)(shi)(feldspar;orthoclase;periclase)6,石(shi)(shi)英(quartz)7,黃玉(topaz)8,剛玉(corundum)9,金(jin)剛石(shi)(shi)(diamond)10。莫(mo)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)也(ye)用于(yu)表(biao)示其他固(gu)體物(wu)(wu)料的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)。但莫(mo)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)試(shi)驗不適合(he)準確衡(heng)量,如鋼或陶瓷工業材料的(de)(de)硬(ying)度(du)(du) 對于(yu)工程材料,各種手段已(yi)經發展了多年(nian),提供精確的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)測量。有了許多應(ying)用加載測試(shi)力(li)和(he)(he)測量深度(du)(du)或由此產生的(de)(de)壓痕尺寸,硬(ying)度(du)(du)就可宏觀(guan),微觀(guan)和(he)(he)納米尺度(du)(du)來(lai)衡(heng)量。 


 2. 布(bu)氏硬度 


  布式硬(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(HB,是最(zui)早用來測試材料硬(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)度(du))是以一(yi)定(ding)大小的(de)試驗(yan)載荷(he),將一(yi)定(ding)直徑(jing)的(de)淬硬(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)鋼(gang)球(qiu)或硬(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)質合金球(qiu)壓(ya)入(ru)被(bei)測金屬表(biao)面(mian),保(bao)持規定(ding)時(shi)間(jian)(jian),然后(hou)卸荷(he),測量被(bei)測表(biao)面(mian)壓(ya)痕(hen)直徑(jing)。布式硬(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)值是載荷(he)除(chu)以壓(ya)痕(hen)球(qiu)形(xing)表(biao)面(mian)積所得(de)的(de)商。一(yi)般(ban)為(wei):以一(yi)定(ding)的(de)載荷(he)(一(yi)般(ban)3000kg)把一(yi)定(ding)大小(直徑(jing)一(yi)般(ban)為(wei)10mm)的(de)淬硬(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)鋼(gang)球(qiu)壓(ya)入(ru)材料表(biao)面(mian),保(bao)持一(yi)段時(shi)間(jian)(jian),去載后(hou),負荷(he)與其壓(ya)痕(hen)面(mian)積之比值,即為(wei)布氏硬(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)值(HB),單位為(wei)公斤力(li)/mm2 (N/mm2)。     


  布(bu)氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(HB)一(yi)般用(yong)于材(cai)料較(jiao)軟的時候(hou),如(ru)有色金屬、熱處理之前(qian)或(huo)退火后的鋼鐵。洛氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(HRC)一(yi)般用(yong)于硬(ying)(ying)度(du)(du)較(jiao)高的材(cai)料,如(ru)熱處理后的硬(ying)(ying)度(du)(du)等等。     布(bu)式(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)壓痕(hen)較(jiao)大,測(ce)量值準,不適用(yong)成品和薄片,一(yi)般不歸于無損(sun)檢測(ce)一(yi)類。但HB應用(yong)范圍較(jiao)廣。 


 3. 洛氏硬度 


  洛(luo)(luo)式硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)是以(yi)壓(ya)(ya)痕塑性變形深(shen)度(du)(du)來確(que)定(ding)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)值指標。以(yi)0.002毫米作為(wei)一(yi)個硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)單(dan)位。當(dang)HB>450或者試樣過(guo)小時,不(bu)能采用(yong)(yong)布氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試驗而改用(yong)(yong)洛(luo)(luo)氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)計量。它是用(yong)(yong)一(yi)個頂角120°的金剛石圓錐體(ti)或直徑為(wei)1.59、3.18mm的鋼球,在一(yi)定(ding)載荷下壓(ya)(ya)入被測材(cai)料表面,由壓(ya)(ya)痕的深(shen)度(du)(du)求出材(cai)料的硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)。根據試驗材(cai)料硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)的不(bu)同,分(fen)三種不(bu)同的標度(du)(du)來表示: 


  HRA:是采用(yong)60kg載(zai)荷(he)和鉆石錐壓入器(qi)求得(de)的硬度(du),用(yong)于硬度(du)極(ji)高的材料(如(ru)硬質合金(jin)等)。  


  HRB:是采用100kg載荷(he)和直徑1.58mm淬硬(ying)的(de)鋼(gang)球,求得的(de)硬(ying)度(du),用于硬(ying)度(du)較低的(de)材料(如退火鋼(gang)、鑄鐵等)。  


  HRC:是(shi)采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很(hen)高的材料(如(ru)淬(cui)火鋼等)。  


  另外:  1. HRC含意是(shi)洛式硬度C標(biao)尺,  2. HRC適用(yong)范圍HRC 20~67,相當于HB225~650 。


  若硬(ying)(ying)度高于(yu)此范(fan)圍則用(yong)(yong)洛式硬(ying)(ying)度A標(biao)尺HRA。  若硬(ying)(ying)度低于(yu)此范(fan)圍則用(yong)(yong)洛式硬(ying)(ying)度B標(biao)尺HRB。  


  表(biao)面(mian)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan) : 表(biao)面(mian)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)采用(yong)三種試(shi)驗(yan)(yan)(yan)力(li),兩種壓(ya)頭(tou),它(ta)們有6種組合,對(dui)應于表(biao)面(mian)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)的(de)6個標(biao)尺。表(biao)面(mian)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)是對(dui)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)一種補充(chong),在采用(yong)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi),當遇到材(cai)料(liao)較(jiao)薄,試(shi)樣較(jiao)小(xiao),表(biao)面(mian)硬(ying)(ying)化層較(jiao)淺或測(ce)試(shi)表(biao)面(mian)鍍覆層時(shi),就(jiu)應改用(yong)表(biao)面(mian)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。這(zhe)時(shi)采用(yong)與洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)相同(tong)的(de)壓(ya)頭(tou),采用(yong)只有洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)幾分(fen)之一大(da)小(xiao)的(de)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)力(li),就(jiu)可以在上述試(shi)樣上得到有效的(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果。表(biao)面(mian)洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)的(de)N標(biao)尺適(shi)用(yong)于類(lei)似洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)的(de)HRC、HRA和HRD測(ce)試(shi)的(de)材(cai)料(liao);T標(biao)尺適(shi)用(yong)于類(lei)似洛(luo)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)的(de)HRB、HRF和HRG測(ce)試(shi)的(de)材(cai)料(liao)。 


 4. 維氏硬度和努氏(knoop)試驗      


  維氏(shi)(shi)和努(nu)氏(shi)(shi)硬度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(努(nu)普顯微壓痕(hen)硬度(du)試(shi)驗(yan)(yan))是在(zai)布氏(shi)(shi)修改和測(ce)(ce)(ce)試(shi)用(yong)(yong)于測(ce)(ce)(ce)量薄(bo)膜(mo)涂層或滲碳(tan)零件表面(mian)硬度(du)的(de)硬度(du)。有了這些測(ce)(ce)(ce)試(shi)中,金字(zi)塔是一(yi)個小(xiao)鉆石壓入樣品在(zai)外(wai)力(li)作用(yong)(yong)下,這一(yi)點比(bi)布氏(shi)(shi)在(zai)測(ce)(ce)(ce)試(shi)中使用(yong)(yong)的(de)少。之間的(de)維氏(shi)(shi)和努(nu)氏(shi)(shi)試(shi)驗(yan)(yan)的(de)差異(yi)僅僅是金字(zi)塔形狀(zhuang)的(de)鉆石壓頭(tou)。測(ce)(ce)(ce)試(shi)使用(yong)(yong)的(de)維氏(shi)(shi)壓頭(tou),方形金字(zi)塔是脆性材料容(rong)易出(chu)現裂紋。因此,努(nu)氏(shi)(shi)試(shi)驗(yan)(yan)使用(yong)(yong)的(de)是菱形為基(ji)礎的(de)(對角線比(bi)7.114:1)錐體壓痕(hen),制定(ding)了生產時間,但(dan)是較淺(qian)的(de)壓痕(hen)。出(chu)于同(tong)樣的(de)載(zai)荷(he),努(nu)氏(shi)(shi)壓痕(hen)約2.8倍以上(shang)維克斯縮進。     


  外加載荷從10g中使用到(dao)1000克。這(zhe)種(zhong)低負荷量(liang)創(chuang)建一個小的縮(suo)進,必須(xu)在顯微鏡(jing)下(xia)測量(liang)。氮化鈦(tai)硬(ying)質(zhi)涂層像的測量(liang),必須(xu)采取(qu)(qu)非(fei)常(chang)高倍率(即1000倍),因為這(zhe)么小的縮(suo)進。表(biao)面通(tong)常(chang)需要打磨。的印象(xiang)的對角線測量(liang),這(zhe)些價值觀是(shi)用于獲取(qu)(qu)硬(ying)度號碼(VHN接),從查找表(biao)或圖表(biao)通(tong)常(chang)。維克斯測試可以用來描述非(fei)常(chang)堅硬(ying)材料(liao),但硬(ying)度是(shi)在一個非(fei)常(chang)小的地區衡量(liang)。      


  這(zhe)些值(zhi)表示希望2500 HK25(或HV25)的(de)含義,在(zai)25克的(de)力載荷2500努普硬度(du)。本努氏和(he)維(wei)氏硬度(du)值(zhi)略有不同,但對于(yu)硬質涂層,該值(zhi)是(shi)足夠接近的(de)測量誤差范(fan)圍內,可以互換(huan)使用(yong)。  


5. 肖氏硬(ying)度


 (肖(xiao)(xiao)氏硬度(du)(du),又稱“邵氏硬度(du)(du)”)和回(hui)彈硬度(du)(du)測試  簡(jian)稱HS。表示材料硬度(du)(du)的(de)一種標準。由英國(guo)人肖(xiao)(xiao)爾(Albert F. Shore)首先(xian)提出。  應用彈性回(hui)跳法將撞(zhuang)銷(xiao)從一定高(gao)度(du)(du)落到所(suo)試材料的(de)表面(mian)上(shang)而發生(sheng)回(hui)跳。撞(zhuang)銷(xiao)是一只具有(you)尖(jian)端(duan)的(de)小錐(zhui),尖(jian)端(duan)上(shang)常鑲有(you)金剛鉆(zhan)。用測得的(de)撞(zhuang)銷(xiao)回(hui)跳的(de)高(gao)度(du)(du)來表示硬度(du)(du)。  


   肖(xiao)氏硬度(du)(du)試(shi)驗(yan)是一種(zhong)動態(tai)力(li)試(shi)驗(yan),與布、洛、維等靜態(tai)力(li)試(shi)驗(yan)法相比,準確度(du)(du)稍差,受測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)時的(de)垂直(zhi)性,試(shi)樣(yang)(yang)表面光潔度(du)(du)等因素的(de)影響,數據分散(san)性較大(da)(da)(da)(da),其(qi)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)結果的(de)比較只限于(yu)彈性模量相同(tong)的(de)材料。它(ta)對試(shi)樣(yang)(yang)的(de)厚(hou)度(du)(du)和重量都有一定要求,不適于(yu)較薄和較小試(shi)樣(yang)(yang),但是它(ta)是一種(zhong)輕(qing)便(bian)的(de)手提式儀器,便(bian)于(yu)現(xian)場(chang)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi),其(qi)結構簡單,便(bian)于(yu)操(cao)作,測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)效率高。  肖(xiao)氏硬度(du)(du)計適用(yong)于(yu)測(ce)(ce)(ce)(ce)定黑(hei)色(se)金屬(shu)和有色(se)金屬(shu)的(de)肖(xiao)氏硬度(du)(du)值。肖(xiao)氏硬度(du)(du)計便(bian)于(yu)攜帶,特(te)別適用(yong)于(yu)冶金、重型機械行業中(zhong)的(de)中(zhong)大(da)(da)(da)(da)型工件(jian),例如大(da)(da)(da)(da)型構件(jian)、鑄件(jian)、鍛件(jian)、曲軸、軋輥、特(te)大(da)(da)(da)(da)型齒輪、機床(chuang)導軌(gui)等工件(jian)。在橡膠、塑料行業中(zhong)常稱(cheng)作邵氏硬度(du)(du)。 


  浙江至德鋼業有(you)限公司專(zhuan)業生(sheng)產不(bu)銹鋼管(guan)及管(guan)道連接(jie)配件廠家,倉庫(ku)常備不(bu)銹鋼管(guan)庫(ku)存(cun)1000余噸及部分不(bu)銹鋼法(fa)蘭管(guan)件(彎(wan)頭(tou)|三(san)通|大小頭(tou))現貨(huo),常用規格可(ke)(ke)當天(tian)發(fa)貨(huo)。另可(ke)(ke)提供各種不(bu)銹鋼管(guan)切割(ge)、拋光、折彎(wan)、鉆孔、焊接(jie)、車床加(jia)工及管(guan)道預制件加(jia)工等配套服(fu)務(wu)。