常用的硬度實(shí)驗(yàn)方法(材料常用的硬度試驗(yàn)方法有幾種)
1.材料常用的硬度試驗(yàn)方法有幾種
材料的硬度測試大致有三類方法：
1、壓入法，主要有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。
2、回跳式，主要有肖氏硬度、理氏硬度。
3、刻劃法，如莫氏硬度。
上述硬度測試方法的適用范圍大致為：
1、布氏硬度通常用于測定鑄鐵、非鐵金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼及結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)件等。
2、洛氏硬度理論上可用于各種材料硬度的測試，但因用不同的硬度等級(jí)測得的硬度值無法比較，故常用于淬火鋼的硬度測試。
3、維氏硬度常用于表面淬火時(shí)石硬化層深度和化學(xué)熱處理（如滲氮）件表面硬度測試。
4、肖氏硬度和理氏硬度常用于測試經(jīng)精加工零件的表面硬度，如機(jī)床淬火導(dǎo)軌等。
5、莫氏硬度是一種劃痕硬度，主要用于無機(jī)非金屬材料，特別是礦物的硬度測試。
2.常用的材料硬度的測量方法有那些
金屬洛氏法：
1、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。
2、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。
3、將測在不小于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)。為了讀數(shù)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)。
4、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。
金屬布氏法：
1、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℃。
2、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。
3、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)。
4、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。
5、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，但誤差應(yīng)在±2秒。
6、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量壓痕直徑，用兩個(gè)讀數(shù)的平均值計(jì)算布氏硬度。
金屬維氏法：
1、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。
2、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，直至試樣不再發(fā)生塑性變形，但誤差應(yīng)在±2秒。應(yīng)測量壓痕兩條對(duì)角線長度，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)角線放大到視場的25%~75%。
顯微維氏法：
1、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。
2、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，但誤差應(yīng)在±2秒。
擴(kuò)展資料：
硬度測試實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)
1、試樣（被測工件）表面應(yīng)平坦光潔（粗糙度Ra不大于1.6um） ，無污物等。
2、對(duì)于特殊類試樣如與壓頭粘結(jié)的活性金屬材料，可以適當(dāng)涂些油料（如煤油）。
3、試樣的制取應(yīng)注意因外界因素引起表面組織變化，從而對(duì)硬度值構(gòu)成影響。如制取試樣時(shí)因過熱引起的燒傷等。
4、試樣或者被測層的厚度應(yīng)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。如采用金剛石錐壓頭厚度不小于壓痕殘余深度（壓頭壓入深度）的10倍；球壓頭不小于壓痕殘余深度的15倍。
5、對(duì)于凹面或者凸面試樣應(yīng)該進(jìn)行必要的硬度值修正。
參考資料來源：百度百科-硬度測試
3.常用的硬度測量方法有哪些
洛氏硬度和布氏硬度，是兩種不同的測試硬度標(biāo)準(zhǔn)方法。
1.布氏硬度用規(guī)定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力（F）壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。
以HB表示。一般HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料（熱處理硬度不高，如調(diào)質(zhì)，正火、回火等狀態(tài)）。
2.洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，三種壓頭，它們共有9種組合，對(duì)應(yīng)于洛氏硬度的9個(gè)標(biāo)尺。這9個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。
最常用標(biāo)尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標(biāo)尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗(yàn)方法。
HRB標(biāo)尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標(biāo)尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。
HRA標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實(shí)際應(yīng)用上一般只限于測試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。
4.常用的測量硬度的方法有幾種
方法：塑料洛氏、邵氏、金屬洛氏、金屬布氏、金屬維氏、顯微維氏等。
具體操作：1、塑料洛氏：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。洛氏硬度標(biāo)尺每一分度表示壓頭垂直移動(dòng)0.002mm，具體公式：HR=130-e/0.002 HR— 洛氏硬度值 e-主負(fù)荷卸除后的壓入深度
2、邵氏：使用邵氏A型硬度機(jī)測試，測試時(shí)需注意按照標(biāo)準(zhǔn)，測試環(huán)境須在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（23±2℃，50±5% R.H） 進(jìn)行，且測試前試片須在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放置40小時(shí)以上。測試時(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（不沖擊被測物）使壓針頭壓在試樣上。待完全壓下，與測試物接觸1秒內(nèi)，立即讀取刻度值到整數(shù)字并記錄其結(jié)果。
3、金屬洛氏：測試原理將壓頭（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。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)。
4、金屬布氏：測試原理對(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。
5、金屬維氏：測試原理將頂部兩相對(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，測量試樣表面壓痕對(duì)角線長。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。
6、顯微維氏：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，但誤差應(yīng)在±2秒。
