硬度測試是檢測材料性能的重要指標(biāo)之一，也是zui快速的試驗方法之一。之所以能成為力學(xué)性能試驗的常用方法， 是因為硬度測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，由于溶入過飽和的碳原子而增大了晶格畸變，增加了錯位密度，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間?；鼗饻囟仍礁?，保溫時間越長，硬度越低。因此可以利用硬度試驗來研究鋼的相變和作為檢測鋼鐵熱處理效應(yīng)的手段。

1. 塑料洛氏硬度測試

　　測試原理

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

　　術(shù)語及定義

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

　　HR=130-e

　　HR—洛氏硬度值

　　e－主負荷卸除后的壓入深度

2. 邵氏硬度測試

　　測試程序

　　邵氏A型硬度測試方式：

　　使用邵氏A型硬度機測試，測試時需注意按照標(biāo)準(zhǔn)。

　　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） 進行，且測試前試片須在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放置40小時以上。測試時，將試片置于硬度試驗機平臺上。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*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。（根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，讀數(shù)時間有不同）

　　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）

　　若試驗結(jié)果低于10或高于90則不適用此硬度試驗機。大于90時改用邵D型硬度計。

　　邵氏D型硬度計：

　　測試方法和A型一致，但若試驗結(jié)果低于20或高于90則不適用此硬度試驗機。低于20時，改用邵A型硬度計。

　　簡單來講，邵氏A測試比較軟的材料（如橡膠），邵氏D測試比較硬的材料（如塑料）。

3.金屬洛氏硬度

　　測試原理

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

　　術(shù)語及定義

　　洛氏硬度=N-h/S

　　術(shù)語及定義Terms and Definition

　　初始試驗力-------試驗時預(yù)加載試驗力。

　　主試驗力-------使測量樣品產(chǎn)生殘余壓痕的加載。

　　總試驗力-------初始試驗力加上主試驗力。

　　測試程序

　　洛氏硬度應(yīng)選擇在較小的溫度變化范圍內(nèi)進行，因為溫度變化可能會對試驗結(jié)果有影響。所以試驗一般規(guī)定在10～35℃的室溫進行。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，在無沖擊和振動的情況下施加試驗力，初試驗力保持不應(yīng)超過3秒。將測在不小于1s且不大于8s的時間內(nèi)，從初試驗力增加到總試驗力，并保持4s±2s，然后卸除主試驗力，保持初試驗力，經(jīng)過短暫穩(wěn)定后，進行讀數(shù)。為了讀書準(zhǔn)確，在試驗過程中，硬度計應(yīng)避免受到任何沖擊和震動。

　　在多處取值時，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

　　測試原理

　　對一定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗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)語及定義

　　試驗力——試驗時所用的負載。

　　壓痕平均直徑——兩相互垂直方向測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。

　　測試程序

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

　　試驗力的選擇應(yīng)保證壓痕直徑在0.24D～0.6D之間。試驗力－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，應(yīng)盡可能選取大直徑的壓頭；當(dāng)試樣尺寸允許時，應(yīng)優(yōu)先使用直徑為10mm的球壓頭進行試驗。

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

　　試驗力保持時間為10～15秒。對特殊材料，試驗力保持時間可以延長，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量壓痕直徑，用兩個讀數(shù)的平均值計算布氏硬度。（或按GB/T 231.4查得布氏硬度值）

　　布氏硬度試驗范圍上限不大于650HBW 。

5.金屬維氏硬度

　　測試原理

　　將頂部兩相對面具有規(guī)定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后，卸

　　除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長。維氏硬度值是試驗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)語及定義

　　試驗力------試驗時所用的負載。

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

　　壓頭夾角------壓頭頂部兩相對面的夾角。

　　測試程序

　　試驗一般在10～35℃的室溫進行。對溫度要求嚴(yán)格的試驗，試驗溫度應(yīng)為23℃±5℃。根據(jù)試樣厚度和硬度選擇試驗力。使壓頭與試樣表面垂直接觸，垂直于試驗面施加試驗力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和震動，直至將試驗力施加至規(guī)定值。試驗力保持時間為10～15秒。對特殊材料，試驗力保持時間可以延長，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)能將對角線放大到視場的25％～75％。

6. 顯微維氏硬度

　　術(shù)語及定義

　　試驗力——試驗時所用的負載。

　　壓痕對角線——卸載后，壓頭在被測樣品表面留下的方形或菱形壓痕的對角線。

　　壓頭夾角——壓頭頂部兩相對面的夾角。

　　測試程序

　　試驗一般在10～35℃的室溫進行。對溫度要求嚴(yán)格的試驗，試驗溫度應(yīng)為23℃±5℃。根據(jù)試樣厚度和硬度選擇試驗力。使壓頭與試樣表面垂直接觸，垂直于試驗面施加試驗力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和震動，直至將試驗力施加至規(guī)定值。保持試驗力的時間為10～15秒。對特殊材料，試驗力保持時間可以延長，但誤差應(yīng)在±2秒



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