硬度的简单概念及检测方法

关于硬度的简单概念及检测方法第1页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五硬度的简单概念及检测方法一，什么是硬度二，硬度的分类（金属材料类）三，金属材料硬度的检测四，橡胶，塑料硬度的检测第2页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五一，什么是硬度固体材料对外界物体压陷、刻划等作用的局部抵抗能力（塑性变形），是衡量材料软硬程度的一个指标。

①划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度，方法是选一根一端硬一端软的棒，将被测材料沿棒划过，根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说，硬物体划出的划痕长，软物体划出的划痕短.②回跳硬度。主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回跳高度测定）确定材料的硬度。

③压入硬度。主要用于金属材料，方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种第3页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五压入硬度布氏硬度洛氏硬度维氏硬度HRAHRCHRB小负荷维氏硬度显微维氏硬度二，压入硬度的分类第4页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五一，布氏硬度(HB)是以一定大小的实验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布氏硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷将一定大小的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2(N/mm2)。布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。第5页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五HB-3000布氏硬度计第6页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五第7页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五当试验力P的单位为

kgf:

当试验力P的单位为

N:第8页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五（1）对同一种材料而言，所得到的HB值要一样。

（2）对不同的材料，得到的HB值可以进行比较。

要求：P/D2应为一定值。

材料硬度范围P/D2材料硬度范围P/D2钢、镍合金、钛合金30轻金属及合金＜3535～80＞802.55，10，1510，15铸铁＜140≥1401030铜及铜合金＜3535～200＞20051030铅、锡1第9页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五布氏硬度几点说明：1、试验力保持时间通常为10～15s。2、布氏硬度的符号用HBW或HBS表示：500HBW5/7503、压痕中心距试样边缘的距离≥2.5d，相邻压痕中心的距离≥3d。4、压痕直径应从相互垂直的两个方向测量取其算术平均值。第10页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五

二，洛氏硬度是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59，3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：

GB/T230.1-2009洛氏硬度实验原理图表，标尺洛氏硬度标尺硬度符号压头类型初始实验力F0/N主实验力F1/N总实验力F/N适用范围AHRA金刚石圆锥98.07490.3588.3720-88BHRB直径1.587mm球98.07882.6980.6720-100CHRC金刚石圆锥98.0713731471.0720-70

第11页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五HRD-150型洛氏硬度计电源标尺金刚石压头工作台操作把手开关第12页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五洛氏硬度的测量实际是测量压痕深度，将在规定实验条件下所测得的压痕深度换算成硬度单位。具体步骤如下⑴首先加载初实验力F0，将压头（金刚石圆锥压头或球形压头）压入试件表面，计初始位移h0⑵然后加载主实验力F1，保持一定时间，此时压头位移为h1,之后卸除主实验力F1。⑶保持初始实验力F0，测量此刻的压头位移h2.最小试料厚度≥10tt为压痕深度t1=0.002×(100-HRCA)t2=0.002×(130-HRB)第13页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五HRA，D，C=100-[（h2-h0）/0.002]

HRE，B，G=130-[（h2-h0）/0.002]

第14页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五三，维氏硬度

:由英国科学家维克斯首先提出。以49.03~980.7N的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入材料表面,保持规定时间后，（10-15s）用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷1.961~<49.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷<1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。它适用于几乎所有金属材料的硬度检测.GB/T4340.1-2009第15页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五数显维氏硬度计HVS-10目镜工作台面板操作把手压头第16页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五维氏硬度计一般分类:

一.维氏硬度计一般指最大负荷在10-50公斤的维氏硬度试验机（HV10-HV50）二.小负荷维氏硬度计一般指最大负荷在5公斤的维氏硬度试验机（HV1-HV5）三.显微维氏硬度计一般指最大负荷在1公斤的维氏硬度试验机（HV0.3-HV1）

第17页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五维氏硬度计算公式：P为载荷，如10kg。d为压痕对角线长度(mm)。HV10第18页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五维氏硬度表示方法550HV5300HV10/20采用5Kg的实验力，保持10-15s时得到的硬度值为550采用10Kg的实验力，保持20s时得到的硬度值为300试验力:2.94N(0.3Kgf),4.9N(0.5Kgf),9.80N(1Kgf),29.4N(3Kgf),49.0N(5Kgf),98.0N(10Kgf)

硬度符号:HV0.3,HV0.5,HV1,HV3,HV5,HV10

第19页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五橡胶和塑料件硬度的检测邵氏硬度具有一定形状的钢针，在试验力作用下垂直压入试样表面，当压足表面与试样表面完全贴合时，压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度L(见图1)，以L值的大小来表示邵氏硬度的大小,L值越大，表示邵尔硬度越低，反之越高.计算公式为：HA=100-L/0.025HD=100-L/0.025HC=100-L/0.025

一，HSA常用于检测软质塑料橡胶.二，HSD常用于检测硬质塑料橡胶.三，HSC常用于检测泡沫和海绵等软性材料。

HSA测量值大于90的时候应该转为HSD进行检测了，HSD测量值小于20的时候应该转为HSA进行检测了.

第20页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五邵氏硬度计：

A型的针尖直径为0.79mmD型的针尖直径为0.2mm.即半径为R0.1C型的测针是一个圆球直径5mm第21页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五邵氏硬度检测方法一，备检试样的要求：1）橡胶的试样及试验温度要求；①、橡胶的试样厚度不小于6mm,宽度不小于15mm,长度不小于35mm,试样厚度不足6mm时,可用同样胶片重叠测定,但不超过3层。并要求胶片上下平行。②、检定时室温为23℃±5℃,检定前硬度计在此温度下至少存放1小时2）塑料试样及试验温度要求；①、塑料试样为正方形,边长50mm、厚度6mm。也允许采用50×15mm的试样。②、在可能的情况下,试样在测试前应按照GB/T2941-1991规定在实验室标准温度下进行调节。比对试验或系列试验必须在相同温度下进行。3）橡胶及塑料试样表面均应光滑、平整、不应有机械损伤及杂质等缺陷。第22页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五邵氏硬度检测方法二，硬度计的校准：测定前应检查硬度计的指针在自由状态下应指向零位。如指针量偏离零位时,可以松动右上角压紧螺钉,转动表面,对准零位。然后将硬度计压在玻璃板上,压针端面与压足底面紧密接触于玻璃板上时,指针应指向100+/-0.5HA,如不指向100+/-0.5HA时,可轻微按动压针几次,如仍不指100+/-0.5HA时,则此硬度计不能使用。如在邵氏硬度计测试机架上使用时,可拨动手柄,使工作台上升至定荷砝码抬起,使压针端面与压足平面紧密接触于玻璃工作台时,指针应指向100+/-0.5HA。如不指100+/-0.5HA时,可调整工作台平面的调节螺钉,若调整后指针仍不指100+/-0.5HA时,则此硬度计不能使用第23页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五LX-A型邵氏硬度计LX-D型邵氏硬度计表盘压头压头表盘第24页，共26页，2022年，5月20日，14点2分，星期五邵氏硬度检测方法三，检测方法：把试样放置在坚固的平面上,拿住硬度计,压足中孔的压针距离试块边缘至少1