硬度測(cè)試是檢測(cè)材料性能的重要指標(biāo)之一，也是zui快速的試驗(yàn)方法之一。之所以能成為力學(xué)性能試驗(yàn)的常用方法， 是因?yàn)橛捕葴y(cè)試能反映出材料在化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和處理工藝上的差異。常被作為監(jiān)督手段應(yīng)用于各行各業(yè)。例如在鋼鐵材料中，當(dāng)馬氏體形成時(shí)，由于溶入過飽和的碳原子而增大了晶格畸變，增加了錯(cuò)位密度，從而顯著降低了塑性變形能力，這就是馬氏體高硬度的原因。顯然含碳量越高這種畸變程度就越大，則硬度也越高，不同含碳量的鋼在淬火后，硬度值與馬氏體量及其含碳量間在很大范圍內(nèi)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，淬火鋼回火后的硬度取決于回火溫度及保溫時(shí)間。回火溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，硬度越低。因此可以利用硬度試驗(yàn)來研究鋼的相變和作為檢測(cè)鋼鐵熱處理效應(yīng)的手段。

1. 塑料洛氏硬度測(cè)試

　　測(cè)試原理

　　在規(guī)定的加荷時(shí)間內(nèi)，在受試材料上面的鋼球上施加一個(gè)恒定的初負(fù)荷，隨后施加主負(fù)荷，然后在恢復(fù)到相同的初負(fù)荷。測(cè)量結(jié)果是由鋼球壓入材料的總深度，減去卸去主負(fù)荷后規(guī)定時(shí)間內(nèi)的彈性恢復(fù)以及初負(fù)荷引起的壓入深度。

　　術(shù)語(yǔ)及定義

　　洛氏硬度標(biāo)尺每一分度表示壓頭垂直移動(dòng)0.002mm。洛氏硬度值由下式求出：

　　HR=130-e

　　HR—洛氏硬度值

　　e－主負(fù)荷卸除后的壓入深度

2. 邵氏硬度測(cè)試

　　測(cè)試程序

　　邵氏A型硬度測(cè)試方式：

　　使用邵氏A型硬度機(jī)測(cè)試，測(cè)試時(shí)需注意按照標(biāo)準(zhǔn)。

　　按照標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試環(huán)境須在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（23±2℃，50±5% R.H） 進(jìn)行，且測(cè)試前試片須在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放置40小時(shí)以上。測(cè)試時(shí)，將試片置于硬度試驗(yàn)機(jī)平臺(tái)上。調(diào)整使壓針頭與試樣表面的距離至25.4±2.5mm，然后，施加合適力度（不沖擊被測(cè)物）使壓針頭壓在試樣上。待*壓下，與測(cè)試物接觸1秒內(nèi)，立即讀取刻度值到整數(shù)字并記錄其結(jié)果。（根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，讀數(shù)時(shí)間有不同）

　　為了讓數(shù)值準(zhǔn)確，需量取5處且每處相距6mm以上。（部分標(biāo)準(zhǔn)取平均值作為硬度，部分取中間值）

　　若試驗(yàn)結(jié)果低于10或高于90則不適用此硬度試驗(yàn)機(jī)。大于90時(shí)改用邵D型硬度計(jì)。

　　邵氏D型硬度計(jì)：

　　測(cè)試方法和A型一致，但若試驗(yàn)結(jié)果低于20或高于90則不適用此硬度試驗(yàn)機(jī)。低于20時(shí)，改用邵A型硬度計(jì)。

　　簡(jiǎn)單來講，邵氏A測(cè)試比較軟的材料（如橡膠），邵氏D測(cè)試比較硬的材料（如塑料）。

3.金屬洛氏硬度

　　測(cè)試原理

　　將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質(zhì)合金球）分兩個(gè)步驟壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除主試驗(yàn)力，測(cè)量在初試驗(yàn)力下的殘余壓痕深度h，根據(jù)h值及常數(shù)N和S計(jì)算洛氏硬度。

　　術(shù)語(yǔ)及定義

　　洛氏硬度=N-h/S

　　術(shù)語(yǔ)及定義Terms and Definition

　　初始試驗(yàn)力-------試驗(yàn)時(shí)預(yù)加載試驗(yàn)力。

　　主試驗(yàn)力-------使測(cè)量樣品產(chǎn)生殘余壓痕的加載。

　　總試驗(yàn)力-------初始試驗(yàn)力加上主試驗(yàn)力。

　　測(cè)試程序

　　洛氏硬度應(yīng)選擇在較小的溫度變化范圍內(nèi)進(jìn)行，因?yàn)闇囟茸兓赡軙?huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。所以試驗(yàn)一般規(guī)定在10～35℃的室溫進(jìn)行。試樣應(yīng)平穩(wěn)地放置在剛性支承物上，并使壓頭軸線與試樣表面垂直。避免試樣產(chǎn)生位移。使壓頭與試樣表面接觸，在無沖擊和振動(dòng)的情況下施加試驗(yàn)力，初試驗(yàn)力保持不應(yīng)超過3秒。將測(cè)在不小于1s且不大于8s的時(shí)間內(nèi)，從初試驗(yàn)力增加到總試驗(yàn)力，并保持4s±2s，然后卸除主試驗(yàn)力，保持初試驗(yàn)力，經(jīng)過短暫穩(wěn)定后，進(jìn)行讀數(shù)。為了讀書準(zhǔn)確，在試驗(yàn)過程中，硬度計(jì)應(yīng)避免受到任何沖擊和震動(dòng)。

　　在多處取值時(shí)，兩相鄰壓痕中心間距離至少應(yīng)為壓痕直徑的 4倍，但不得小于2mm。任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應(yīng)為壓痕直徑的2.5倍， 但不得小于1mm。

4.金屬布氏硬度

　　測(cè)試原理

　　對(duì)一定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商成正比。壓痕被看作是具有一定半徑的球形，其半徑是壓頭球直徑的二分之一。

　　術(shù)語(yǔ)及定義

　　試驗(yàn)力——試驗(yàn)時(shí)所用的負(fù)載。

　　壓痕平均直徑——兩相互垂直方向測(cè)量的壓痕直徑的算術(shù)平均值。

　　球直徑——壓頭中硬質(zhì)合金球的直徑。

　　測(cè)試程序

　　一般試驗(yàn)在10～35℃的室溫進(jìn)行即可，如果有對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)（視乎材料對(duì)溫度的敏感性），試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。

　　試驗(yàn)力的選擇應(yīng)保證壓痕直徑在0.24D～0.6D之間。試驗(yàn)力－壓頭球直徑的平方的比率鞋（1.02F/D2比值）應(yīng)根據(jù)材料和硬度值選擇。

　　為了保證在盡可能大的有代表性的試樣區(qū)域試驗(yàn)，應(yīng)盡可能選取大直徑的壓頭；當(dāng)試樣尺寸允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先使用直徑為10mm的球壓頭進(jìn)行試驗(yàn)。

　　使壓頭與試樣表面垂直接觸，垂直于試驗(yàn)面施加試驗(yàn)力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和震動(dòng)，直至將試驗(yàn)力施加至規(guī)定值。

　　試驗(yàn)力保持時(shí)間為10～15秒。對(duì)特殊材料，試驗(yàn)力保持時(shí)間可以延長(zhǎng)，但誤差應(yīng)在±2秒。

　　任一壓痕中心距試樣邊緣距離，至少為壓痕平均直徑的2.5倍。相鄰壓痕中心間的距離至少為壓痕直徑的3倍。應(yīng)在兩相互垂直方向測(cè)量壓痕直徑，用兩個(gè)讀數(shù)的平均值計(jì)算布氏硬度。（或按GB/T 231.4查得布氏硬度值）

　　布氏硬度試驗(yàn)范圍上限不大于650HBW 。

5.金屬維氏硬度

　　測(cè)試原理

　　將頂部?jī)上鄬?duì)面具有規(guī)定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗(yàn)力壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后，卸

　　除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕對(duì)角線長(zhǎng)。維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得的商，壓痕被視

　　為具有正方形基面并與壓頭角度相同的理想形狀。

　　術(shù)語(yǔ)及定義

　　試驗(yàn)力------試驗(yàn)時(shí)所用的負(fù)載。

　　壓痕對(duì)角線------卸載后，壓頭在被測(cè)樣品表面留下的方形或菱形壓痕的對(duì)角線。

　　壓頭夾角------壓頭頂部?jī)上鄬?duì)面的夾角。

　　測(cè)試程序

　　試驗(yàn)一般在10～35℃的室溫進(jìn)行。對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。根據(jù)試樣厚度和硬度選擇試驗(yàn)力。使壓頭與試樣表面垂直接觸，垂直于試驗(yàn)面施加試驗(yàn)力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和震動(dòng)，直至將試驗(yàn)力施加至規(guī)定值。試驗(yàn)力保持時(shí)間為10～15秒。對(duì)特殊材料，試驗(yàn)力保持時(shí)間可以延長(zhǎng)，直至試樣不再發(fā)生塑性變形，但誤差應(yīng)在±2秒。

　　應(yīng)測(cè)量壓痕兩條對(duì)角線長(zhǎng)度，用其算術(shù)平均值或通過查表得到硬度值。

　　放大系統(tǒng)應(yīng)能將對(duì)角線放大到視場(chǎng)的25％～75％。

6. 顯微維氏硬度

　　術(shù)語(yǔ)及定義

　　試驗(yàn)力——試驗(yàn)時(shí)所用的負(fù)載。

　　壓痕對(duì)角線——卸載后，壓頭在被測(cè)樣品表面留下的方形或菱形壓痕的對(duì)角線。

　　壓頭夾角——壓頭頂部?jī)上鄬?duì)面的夾角。

　　測(cè)試程序

　　試驗(yàn)一般在10～35℃的室溫進(jìn)行。對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。根據(jù)試樣厚度和硬度選擇試驗(yàn)力。使壓頭與試樣表面垂直接觸，垂直于試驗(yàn)面施加試驗(yàn)力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和震動(dòng)，直至將試驗(yàn)力施加至規(guī)定值。保持試驗(yàn)力的時(shí)間為10～15秒。對(duì)特殊材料，試驗(yàn)力保持時(shí)間可以延長(zhǎng)，但誤差應(yīng)在±2秒



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