常用的硬度测量方法有哪些

金属材料的硬度测试方法有哪些~

金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗因外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，机械、机械工艺或金属材料的手册上面一般都有换算关系表。

[布氏硬度HB]
布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB.
HB=P/AB=P/(πDh)=2P/(πD(D-SQD(D2-d2)))
单位：P-kgf,D,h-mm
对钢来说，一般选用的钢球D为10mm，载荷P为3000kgf,压入时间为10秒。试验所得直径d应在0.25D-0.6D的范围内。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
[洛氏硬度HR]
洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。
洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120º的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA以60kgf的负荷试验，硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC以150kgf的负荷试验，硬度有效范围是20-67(相当于HB230-700)，适用于淬火钢及调质钢。
软质压头由直径1.588mm(1/16")的钢球制成，使用于退火钢、有色金属等，以HRB表示，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。
这三种洛氏硬度在表盘上刻度的颜色有所规定，HRA和HRC为黑色刻度，HRB为红色刻度。
[维氏硬度HV]
维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136º的金刚石四方锥体。
试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。
HV=P/AV=1.8544P/d2
载荷P的大小可根据试样的不同选择，一般为5-100kgf。
一般硬度测量方法对应的处理范围：
1. HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。
2. HK:(Knoop 努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
3. HRC:(Rockwell C洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。
4. HRB:(Rockwell B洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
6. HB5:(Brinell 布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。
7. HB30:(Brinell 布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
8. HV:(Vickers维氏)适用于量测各类材料。
9. R:(Tensile module拉伸模数 N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。

　　压入法（布氏、洛氏、维氏）测量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力。

　　回跳法（肖氏、里氏）测量硬度，硬度值代表金属弹性变形功能的大小。

　　刻划法测量硬度，硬度值表示金属抵抗表面局部破裂的能力。
　1. HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。

　　2. HK:(Knoop 努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

　　3. HRC:(Rockwell C洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

　　4. HRB:(Rockwell B洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

　　5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

　　6. HB5:(Brinell 布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。

　　7. HB30:(Brinell 布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

　　8. HV:(Vickers维氏)适用于量测各类材料。

　　9. R:(Tensile module拉伸模数 N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

　　10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

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。

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（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。

洛氏硬度和布氏硬度，是两种不同的测试硬度标准方法。1.布氏硬度用规定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HB表示。一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料（热处理硬度不高，如调质，正火、回火等状态）。2.洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9种组合，对应于洛氏硬度的9个标尺。这9个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。最常用标尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。HRB标尺用于测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。HRF标尺用于测试纯铜、较软的铜合金和硬铝合金。HRA标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一般只限于测试硬质合金和薄硬钢带材料。

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照怪振源：[答案] 布氏硬度用来测常规热处理后的硬度 洛氏硬度用来测淬火后的硬度或者说硬度比较高时用洛氏硬度检测 肖氏硬度一般用来测表面强化后的硬度

乡城县18914421085： 生活中常用的硬度压入测量法有哪些? - ？
照怪振源：[答案] 有3种 1、布氏硬度 钢球压入 HBS 2、洛氏硬度 金刚石压入 HRC HRB HRA 3、维氏硬度 金刚石压入 HV 最常用的是 洛氏硬度 HRA