概述：硬度計(jì)是測量物體硬度的儀器。

　　硬度計(jì)分類：

　　一、根據(jù)繁簡程度：簡單硬度測量計(jì)、復(fù)雜硬度測量計(jì)

　　二、根據(jù)所測硬度單位：洛氏硬度計(jì)、維氏硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)、布氏硬度計(jì)、邵氏硬度計(jì)、巴氏硬度計(jì)、里氏硬度計(jì)、韋氏硬度計(jì)、肖氏硬度計(jì)、布洛維硬度

　　三、根據(jù)使用方式：便攜式硬度計(jì)、臺(tái)式硬度計(jì)

　　各硬度計(jì)用途：

　　洛氏硬度計(jì)用于鑄鐵等工件的洛氏硬度值測量

　　維氏硬度計(jì)用于較薄工件的維氏硬度值測量

　　布氏硬度計(jì)用于硬度較高的工件布氏硬度值測量

　　里氏硬度計(jì)是便攜式硬度計(jì)，用于不宜拆卸或較大產(chǎn)品的硬度值測量

　　邵氏硬度計(jì)用于橡膠類產(chǎn)品邵氏硬度值測量

　　韋氏硬度計(jì)用于鋁合金類產(chǎn)品韋氏硬度值測量

　　巴氏硬度計(jì)用于玻璃鋼類產(chǎn)品巴氏硬度值測量

　　萬能硬度計(jì)用于多種硬度標(biāo)尺下的硬度值測量

　　顯微硬度計(jì)是維氏硬度計(jì)的一種，用于很薄的工件的維氏硬度值測量

　　肖氏硬度計(jì)用于測定黑色金屬和有色金屬的肖氏硬度值

　　布洛維硬度計(jì)用于黑色金屬、有色金屬、硬質(zhì)合金、滲碳層和化學(xué)處理層的硬度確定

　　硬度規(guī)定:HS<100、HB<500、HRC<70、HV<1300 、HRA (80~88)、HRB (85~95)、HRC (20~70)

　　洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標(biāo)準(zhǔn)，稱為標(biāo)尺A、標(biāo)尺B、標(biāo)尺C。

　　洛氏硬度試驗(yàn)是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗(yàn)之一，三種標(biāo)尺的初始?jí)毫鶠?8.07N(合10kgf)，最后根據(jù)壓痕深度計(jì)算硬度值。標(biāo)尺A使用的是金剛石壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標(biāo)尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N(合100kgf)；而標(biāo)尺C使用與標(biāo)尺A相同的金剛石為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標(biāo)尺B適用相對(duì)較軟的材料，而標(biāo)尺C適用較硬的材料。

　　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。但各種材料的換算關(guān)系并不一致。

　　硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

　　1.布氏硬度(HB)

　　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(shí)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)。

　　2.洛氏硬度(HR)

　　當(dāng)HB>450或者試樣過小時(shí)，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(gè)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載荷和金剛石壓頭押入器求得的硬度，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(如退火鋼、鑄鐵等)。

　　HRC：是采用150kg載荷和金剛石壓頭押入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

　　3 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HV值(kgf/mm2)。

　　HK=139.54?P/L2。式中：HK－努氏硬度，Mpa；P－荷重，kg；L－凹坑對(duì)角線長度，mm。我國和歐洲各國采用維氏硬度，美國則采用努普硬度。兆帕（MPa）是顯微硬度的法定計(jì)量單位，而kg/mm2是以前常用的硬度計(jì)算單位。它們之間的換算公式為1kg/mm2=9.80665Mpa。

　　4.韋氏硬度計(jì)（HW）

　　原理：HW=20-L/0.01，其中L為壓入試樣的深度，適用于鋁合金硬度的現(xiàn)場快速方便的無損檢測和質(zhì)量控制。

　　測試迅速，簡便，一卡即可，硬度值可以直接讀出，符合中國有色標(biāo)準(zhǔn)YS/T420和美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM B647，是標(biāo)準(zhǔn)YS/T420推薦的兩種儀器之一。

編輯本段原理

　　硬度計(jì)的種類很多，最常用的洛氏、布氏、維氏和顯微硬度測試法。洛氏硬度測量法是最常用的硬度試驗(yàn)方法之一。它是用壓頭(金剛石圓錐或淬火鋼球)在載荷(包括預(yù)載荷和主載荷)作用下，壓入材料的塑性變形濃度來表示的。通常壓入材料的深度越大，材料越軟；壓入的濃度越小，材料越硬。表示了洛氏硬度的測量原理。布氏硬度測試法二，布氏硬度的測量原理選擇一事實(shí)上的載荷P，把直徑為D的淬火鋼球壓入試件表面并保持一定時(shí)間，然后卸去載荷，測量鋼球在試樣表面壓出的壓痕直徑d，計(jì)算出壓痕面積，算出載荷P與壓痕面積的比值，這個(gè)比值所表示的硬度就是布氏硬度，用符號(hào)HB表示。

編輯本段技術(shù)參數(shù)

　　初試驗(yàn)力：10kg

　　洛氏試驗(yàn)力 ：60kg、100kg、150kg

　　布氏試驗(yàn)力 ：62.5Kg、125Kg、187.5Kg

　　加力方式：螺桿加力

　　壓 頭：120°金剛石圓

　　Ф1.588mm、Ф2.5mm、Ф5mm硬質(zhì)合金球

　　測試項(xiàng)目：洛氏硬度HRC、HRB、HRA等15個(gè)標(biāo)尺

　　布氏硬度HB 30、HB 10、HB 5、HB 2.5四種試驗(yàn)條件

　　分辨率 ：0.5HRC 精度：符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T230/231、ISO6506/6508、ASTM E18/E10

　　使用范圍：全部金屬，包括鋼、鍛鋼、鑄鐵、青銅、黃銅、紫銅、鋁合金、鋁等

編輯本段使用步驟

　　1．根據(jù)試件材料選擇合適的壓頭和載荷。

　　2．加預(yù)載。

　　3．加主載并保持一定的時(shí)間。

　　4．卸載。

　　5．將試樣取下，用帶刻度的低倍放大鏡測壓痕直徑d。

　　6．查<壓痕直徑與布氏硬度對(duì)照表>得到布氏硬度值。

　　布氏硬度的表示方法是若用Φ10mm鋼球，在3000kg載荷下保持10s，測得的布氏硬度值表示為字母HB加上所測得的硬度值，例如HB400。在其他試驗(yàn)條件下，在HB后面要注明鋼球直徑、載荷大小及保載時(shí)間，例如：HB2.5/187.5/10=200表示用Φ2.5mm的鋼球在187.5kg載荷下保持10s測得的布氏硬度為200。布氏硬度測試中還應(yīng)注意以下幾個(gè)問題，即試驗(yàn)壓痕直徑的范圍應(yīng)為0.25D<0.6D，否則測量結(jié)果無效；由于壓痕周圍存在變形硬化現(xiàn)象(可達(dá)2~3倍的壓痕直徑)，所以要求相鄰兩個(gè)硬度點(diǎn)的距離≥4D，軟材料≥6D，試件厚度不小于壓痕深度的10倍，壓痕離試件邊緣的距離應(yīng)不小于壓痕直徑。布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)是其硬度代表性全面，因壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均性能，而不受個(gè)別組成相及微小不均勻度的影響。因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料；試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)，此外，布氏硬度值和抗拉強(qiáng)度σb間存在一定換算關(guān)系。維氏硬度的測量原理基本上和布氏硬度相同，所不同的是用金剛石正四棱錐壓頭。正四棱錐兩對(duì)面的夾角為136°，底面為正方形，如圖14-6所示。維氏硬度所用的載荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等，負(fù)載的選擇主要取決于試件的厚度。顯微硬度的測量原理與維氏硬度一樣，也是用壓痕單位面積上所承受的載荷來表示的。只是試樣需要拋光腐蝕制成金相顯微試樣，以便測量顯微組織中各相的硬度。顯微硬度一般用HM表示。工協(xié)作顯微硬度測試用的壓頭有兩種：一種是和維氏硬度壓頭一樣的兩面之間的夾角為136°的金剛石正四棱錐壓頭，顯微硬度計(jì)是由顯微鏡和硬度計(jì)兩部分組成。顯微鏡用來觀察顯微組織，確定測試部位，測定壓痕對(duì)角線的長度；硬度測試裝置則是將一事實(shí)上的載荷加在一事實(shí)上的壓并沒有上，壓入所確定的測試部位。

硬度分類

　　硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

　　1.布氏硬度(HB)

　　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(shí)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)。

　　2.洛氏硬度(HR)

　　當(dāng)HB>450或者試樣過小時(shí)，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(gè)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載荷和金剛石壓頭押入器求得的硬度，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(如退火鋼、鑄鐵等)。HRC：是采用150kg載荷和金剛石壓頭押入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

　　3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HV值(kgf/mm2)。HK=139.54?P/L2。式中：HK－努氏硬度，Mpa；P－荷重，kg；L－凹坑對(duì)角線長度，mm。中國和歐洲各國采用維氏硬度，美國則采用努普硬度。兆帕（MPa）是顯微硬度的法定計(jì)量單位，而kg/mm2是以前常用的硬度計(jì)算單位。它們之間的換算公式為1kg/mm2=9.80665Mpa。

　　4.韋氏硬度計(jì)（HW）

　　原理：HW=20-L/0.01，其中L為壓入試樣的深度，適用于鋁合金硬度的現(xiàn)場快速方便的無損檢測和質(zhì)量控制。測試迅速，簡便，一卡即可，硬度值可以直接讀出，符合中國有色標(biāo)準(zhǔn)YS/T420和美國標(biāo)準(zhǔn)ASTMB647，是標(biāo)準(zhǔn)YS/T420推薦的兩種儀器之一。

編輯本段應(yīng)用領(lǐng)域

　　洛氏硬度計(jì)用于鑄鐵等工件的洛氏硬度值測量。

　　維氏硬度計(jì)用于較薄工件的維氏硬度值測量。

　　布氏硬度計(jì)用于硬度較高的工件布氏硬度值測量。

　　里氏硬度計(jì)是便攜式硬度計(jì)，用于不宜拆卸或較大產(chǎn)品的硬度值測量。

　　邵氏硬度計(jì)用于橡膠類產(chǎn)品邵氏硬度值測量。

　　韋氏硬度計(jì)用于鋁合金類產(chǎn)品韋氏硬度值測量。

　　巴氏硬度計(jì)用于玻璃鋼類產(chǎn)品巴氏硬度值測量。

　　萬能硬度計(jì)用于多種硬度標(biāo)尺下的硬度值測量。

　　顯微硬度計(jì)是維氏硬度計(jì)的一種，用于很薄的工件的維氏硬度值測量。

　　肖氏硬度計(jì)用于測定黑色金屬和有色金屬的肖氏硬度值。

編輯本段硬度計(jì)的分類應(yīng)用

　　1、布氏硬度計(jì)：主要是用于測未經(jīng)淬火的鋼材、鑄鐵、有色金屬及質(zhì)軟的軸承合金材料，用HBW表示。

　　2、維氏硬度計(jì)：主要是用于測黑色金屬、有色金屬、硬質(zhì)合金(如鋁合金)及表面滲碳、滲氮層的硬度，用HV表示。

　　3、洛氏硬度計(jì)：用于各種鋼材(含合金鋼、不銹鋼)硬度的測試。這是最重要的、最常用的一類硬度計(jì)。有以下洛氏硬度計(jì)、電動(dòng)洛氏硬度計(jì)、數(shù)顯洛氏硬度計(jì)、數(shù)顯表面洛氏硬度、數(shù)顯洛氏、表面洛氏硬度計(jì)。

　　4、布洛維硬度計(jì)即可以打布氏、維氏、洛氏三種硬度的硬度計(jì)。比較適合于開發(fā)、研究用。

　　5、邵氏硬度計(jì)邵氏硬度計(jì)是用來測量橡膠、泡沫、塑料等物質(zhì)硬度的儀器，主要有HA和HD兩種，前者為較軟橡膠類硬度參數(shù)，后者為較硬的橡膠或塑料硬度參數(shù)。

　　7、鉛筆硬度計(jì)：這是用于涂層硬度的檢測，為將一支鉛筆夾在“小車”上，讓其在涂層上滑動(dòng)，根據(jù)鉛筆的硬度和涂層上的劃痕來判斷涂層的硬度。

　　8、里氏硬度計(jì)：這是一種能將各種硬度值進(jìn)行換算的較小型的硬度計(jì)。主要用于對(duì)金屬材料的測試，特別是對(duì)較大型的工件。

編輯本段^]