各種硬度測量原理及應(yīng)用介紹

硬度--是衡量材料軟硬程度的一個性能指標(biāo)；它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。

硬度試驗(yàn)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。*常用的是靜負(fù)荷壓入法硬度試驗(yàn)，即洛氏硬度(HRA|HRB|HRC)、布氏硬度(HB)、維氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗堅(jiān)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(yàn)，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(qiáng)度和韌性等的一種綜合性能指標(biāo)。

布式硬度|HB：布式硬度(HB)是以一定大小的試驗(yàn)載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測金屬表面，保持規(guī)定時間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2(N/mm2)。

維氏硬度|HV：維氏硬度(HV)以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。 它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負(fù)荷維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷1.961~49.03N，它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷小于1.961N，適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。

邵氏硬度|HA/HD：具有一定形狀的鋼制壓針，在試驗(yàn)力作用下垂直壓入試樣表面，當(dāng)壓足表面與試樣表面完全貼合時，壓針**面相對壓足平面有一定的伸出長度L，以L值的大小來表征邵氏硬度的大小，L值越大，表示邵爾硬度越低，反之越高。

肖氏硬度| HS：肖氏硬度試驗(yàn)是一種動載試驗(yàn)法，其原理是將具有一定質(zhì)量的帶有金剛石或合金鋼球的重錘從一定高度落向試樣表面，根據(jù)重錘回跳的高度來表征測量硬度值大小。符號為HS。重錘回跳得越高，表面測量越硬。A90屬金剛的硬度、D45屬淬火鋼的硬度。

洛式硬度| HR：洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個硬度單位。當(dāng)HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：

HRA：是采用60kg載荷和石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料，如硬質(zhì)合金等。

HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料，如鑄鐵。

HRC：是采用150kg載荷和石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料，如淬火鋼等。

硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中*簡單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。

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