洛氏、維氏、布氏硬度如何測試？你還知道哪幾種硬度測試方法
拓普思實驗室系統(tǒng)
2018-12-11
硬度試驗簡介
自1722年歐洲工業(yè)革命時期雷奧姆爾提出金屬硬度，并首先應(yīng)用了礦物對金屬進行刻劃的初始硬度試驗以來的幾百年間，人類提出了幾百種測量金屬硬度的方法。
通過長時間的實際應(yīng)用，有些測量方法因為測量條件苛刻、程序繁瑣或精度不高等原因被歷史所慢慢淘汰。
現(xiàn)在普遍應(yīng)用的測量方法大多是使用方便且測試結(jié)果準確的測量方法。
硬度試驗方法分類：
1
按試驗力的施加速度可分為
1、靜力試驗法
此試驗方法在施加試驗力時是緩慢且無沖擊的。
硬度測量的結(jié)果主要依據(jù)被測試件表面的壓痕深度來決定。在一定的試驗力及試驗條件下，壓痕越大其硬度值越小。如常用的布氏、洛氏、維氏等硬度試驗法都是靜力試驗法。
2、動力試驗法
其施加試驗力的特點是動態(tài)的具有沖擊性的，包括肖氏、里氏、錘擊和彈簧加力試驗方法等。
2
按試驗力的大小分類
1、宏觀硬度試驗法
試驗力≥5kgf；
2、小負荷硬度試驗法
試驗力在0.2~0.5kgf之間；
3、顯微硬度試驗法
試驗力在0.001~0.2kgf之間；
4、超顯微硬度試驗法
試驗力∠0.001kgf；
5、納米級硬度試驗法
試驗力∠50nN。
3
按試驗的溫度分類
1、常溫硬度試驗法
可在常溫下進行；
2、低溫硬度試驗法
在零下以下某一特定溫度下進行；
3、高溫硬度試驗法
在室溫以上某一特定溫度下進行的高溫硬度試驗法。
4
按實驗原理分類
可分為布氏、洛氏、肖氏、維氏、里氏、努普、巴氏和劃痕、銼刀以及其他物理檢測方法，如超聲波、磁矯頑力等等。
11種常見硬度試驗方法
1
洛氏硬度（HR）
用一個金剛石圓錐（HRC）或經(jīng)硬化的（鎢）鋼球壓頭（HRB等），以10kgf的預(yù)載荷和60, 100, 或 150kgf的主試驗力壓入被測材料表面。
2
表面洛氏硬度（HR）
依據(jù)設(shè)定的標尺，用一個金剛石圓錐或經(jīng)硬化的（鎢）鋼球壓頭壓入被測材料表面。表面洛氏測量應(yīng)用的力值較小，產(chǎn)生的壓痕較淺，多用于相對易碎和很薄的材料中。
預(yù)載荷為3kgf，主試驗力為15, 30, 或45kgf。
3
維氏硬度（HV）
以1-120kgf的試驗力，將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓頭壓入被測材料表面。
壓痕則應(yīng)用顯微鏡或USB攝像頭來進行視頻觀測及測量。
4
顯微維氏硬度（HV）
通常以不超過1kgf的試驗力，將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓頭壓入被測材料表面。
壓痕則應(yīng)用顯微鏡或高分辨率的USB攝像頭來進行視頻觀測及測量。
600x的放大倍數(shù)是常見的，1000x的放大倍數(shù)正愈加被廣泛的應(yīng)用。
5
努氏硬度（HK）
通常以不超過1kgf的試驗力，將細長的金剛石椎體壓入被測材料表面。
壓痕則應(yīng)用顯微鏡或高分辨率的USB攝像頭來進行視頻觀測及測量。
600x的放大倍數(shù)是常見的。
6
布氏硬度（HB）
以1 – 3000kgf的試驗力，將直徑分別為1, 2.5, 5或10mm的硬質(zhì)合金球或碳化鋼球壓入被測材料表面。
相對大的壓痕則應(yīng)用顯微鏡或USB攝像頭來進行視頻觀測及測量。
7
里氏硬度（HL）（回彈方式）
便攜式硬度測試。它是用一定質(zhì)量的裝有碳化鎢球頭的沖擊體，在一定彈簧彈力的作用下沖擊試件表面，這種沖擊力使被測材料表面產(chǎn)生了塑性變形，形成了一個壓痕,隨之沖擊體失去了原有的速度（或能量）。
因此，被測材料越柔軟，沖擊體在回彈過程中失去的速度就越多。里氏硬度可以應(yīng)用于多種零件，需要遵守的測試要求也很少。
8
超聲波硬度測試（UCI）
便攜式硬度測試。一個維氏形狀的金剛石壓頭固定在一個震蕩棒上，以一定的力值加于被測材料表面，然后根據(jù)超音波振動，分析它的阻尼效應(yīng)，從而測量材料的硬度值。
超聲波硬度測試多用于較小，較薄而無法用回彈硬度試驗儀所測試的零件。
9
邵氏硬度（SHORE）
便攜式（橡膠/塑料制品）硬度測試。邵氏硬度是用具有一定形狀的鋼制壓針，在試驗力作用下垂直壓入試樣表面﹐當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(即壓針扎進被測物的深度)，以該長度值的大小來表示邵氏硬度的大小。
壓針與線性測量設(shè)備相連，測量的壓痕深度值隨之通過機械或電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為邵氏硬度值。壓痕越深，材料越軟。
10
IRHD（國際橡膠硬度）
根據(jù)球壓頭壓入被測材料的深度，來測量彈性材料或橡膠抵抗壓頭壓入的性能。在1、2.5或5mm球壓頭上施加一個初始接觸力，將壓入深度設(shè)置為零。然后增加力值到指定的總負荷，這時測量材料壓入的深度值。IRHD值與壓頭壓入的深度有關(guān)系。該測量方法通常被應(yīng)用于測試較小的部件和O型環(huán)。
11
韋氏硬度
便攜式硬度測試。
把被測材料放置在工作臺和穿透器之間。然后再向把手處施力直到感覺到已經(jīng)觸到了底，這時千分表便有了讀數(shù)。韋氏硬度有不同種類的壓頭，針對不同材料有不同的力值設(shè)定。
