金屬硬度檢測方法

1、金屬硬度檢測方法 張鳳林硬度是評定金屬材料力學(xué)性能最常用的指標(biāo)之一.硬度的實質(zhì)是材料反抗另一較硬材料壓入的水平.硬度檢測是評價金屬力學(xué)性能最迅速、最經(jīng)濟(jì)、最簡單的一種試驗方法.硬度檢測的主要目的就是測定材料的適用性,或材料為使用目的所進(jìn)行的特殊硬化或軟化處理的效果.對于被檢測材料而言,硬度是代表著在一定壓頭和試驗力作用下所反映出的彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性及磨損抗力等多種物理量的綜合性能.由于通過硬度試驗可以反映金屬材料在不同的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和熱處理工藝條件下性能的差異,因此硬度試驗廣泛應(yīng)用于金屬性能的檢驗、監(jiān)督熱處理工藝質(zhì)量和新材料的研制.金屬硬度檢測主要有兩類試驗方法.一類是靜態(tài)試驗方法,

2、這類方法試驗力的施加是緩慢而無沖擊的.硬度的測定主要決定于壓痕的深度、壓痕投影面積或壓痕凹印面積的大小.靜態(tài)試驗方法包括布氏、洛氏、維氏、努氏、韋氏、巴氏等.其中布、洛、維三種試驗方法是應(yīng)用最廣的,它們是金屬硬度檢測的主要試驗方法.這里的洛氏硬度試驗又是應(yīng)用最多的,它被廣泛用于產(chǎn)品的檢驗,據(jù)統(tǒng)計,目前應(yīng)用中的硬度計70艱洛氏硬度計.另一類試驗方法是動態(tài)試驗法,這類方法試驗力的施加是動態(tài)的和沖擊性的.這里包括肖氏和里氏硬度試驗法.動態(tài)試驗法主要用于大型的,不可移開工件的硬度檢測.各種金屬硬度計就是根據(jù)上述試驗方法設(shè)計的.下面分別介紹基于各種試驗方法的硬度計的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用.1 .布氏硬度計(G

3、B/T231.1-2002)1.1 布氏硬度計原理對直彳5為D的硬質(zhì)合金球壓頭施加規(guī)定的試驗力,使壓頭壓入試樣外表,經(jīng)規(guī)定的保持時間后,除去試驗力,測量試樣外表白壓痕直徑d,布氏硬度用試驗力除以壓痕外表積的商來計算.HB=F/S,(1-1)=F/兀Dh,(1-2)式中：F試驗力,N;S壓痕外表積,mmD球壓頭直徑,mmh壓痕深度,mm；d壓痕直徑,mm1、 2布氏硬度計的特點(diǎn)：布氏硬度試驗的優(yōu)點(diǎn)是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mmt徑球壓頭,3000kg試驗力,其壓痕面積較大,能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值,而不受個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

4、承合金和具有粗大晶粒的金屬材料.它的試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,精度高于洛氏,低于維氏.此外布氏硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系.布氏硬度試驗的缺點(diǎn)是壓痕較大,成品檢驗有困難,試驗過程比洛氏硬度試驗復(fù)雜,測量操作和壓痕測量都比擬費(fèi)時,并且由于壓痕邊緣的凸起、凹陷或圓滑過渡都會使壓痕直徑的測量產(chǎn)生較大誤差,因此要求操作者具有熟練的試驗技術(shù)和豐富經(jīng)驗,一般要求由專門的實驗員操作.1.3 布氏硬度計的應(yīng)用布氏硬度計主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試,鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗有著較好的對應(yīng)關(guān)系.布氏硬度試驗還可用于有色金屬和軟鋼,采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料.布氏硬度計多

5、用于原材料和半成品的檢測,由于壓痕較大,一般不用于成品檢測.1.4 布氏硬度試驗條件的選擇如同洛氏硬度試驗關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣,布氏硬度試驗也要遇到試驗條件的選擇問題,即試驗力F和壓頭球直徑D的選擇.這種選擇不是任意的,而是要遵循一定的規(guī)那么,并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理搭配,應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗略顯復(fù)雜.布氏硬度試驗最常用的試驗條件是采用10mmt徑的球壓頭,3000kg試驗力.這一條件最能表達(dá)布氏硬度的特點(diǎn).但是由于試樣材質(zhì)不同,硬度不同,試樣大小,薄厚也不同,一種試驗力,一種壓頭自然不能滿足要求.在試驗力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)那么有2個.1.4.1 規(guī)那么一,要使試驗力

6、和球壓頭直徑的平方之比為一個常數(shù).即F/D2=F1/D12=F2/D22=K,(1-3)這個規(guī)那么來源于相似律.根據(jù)相似律,不同直徑的球壓頭D1、D2在不同的試驗力F1、F2作用下壓入試樣外表,壓痕直徑d1、d2是不同的,但是只要壓入角1、2相同,壓痕就具有相似性.這時試驗力和壓頭球直徑的平方之比就是一個常數(shù).在這種條件下,采用不同的試驗力和不同直徑的球壓頭,在同一試樣上測得的硬度值是相同的,在不同的試樣上測得的硬度值是可以相互比擬的.試驗力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標(biāo)準(zhǔn)中表示為F/D2,在采用牛頓力的新標(biāo)準(zhǔn)中表示為0.102F/D2.1.4.2 規(guī)那么二,試驗后要使壓痕直徑處于以下

7、范圍：0.24D<d<0.6D,(1-4)否那么試驗結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇適宜的試驗力重新試驗.人們的大量試驗說明,當(dāng)壓頭直徑在0.24D0.6D之間時,測得的硬度值與試驗力大小無關(guān).布氏硬度試驗可選擇的試驗力從3000kg到1kg大約有20個級別.布氏硬度試驗可選擇的壓頭直徑為10mm?5mm?2.5mm?1mm共4種.布氏硬度試驗可選擇的0.102F/D2值為30、15、10、5、2.5、1共6種.標(biāo)準(zhǔn)GB/T231.1-2002中規(guī)定的試驗條件如表11所示.表1-1布氏硬度試驗條件硬度符號球直徑D/mm試驗力-壓頭球直徑平方的比率0.102F/D2試驗力F/NHBW10/300

8、0103029420HBW10/1500101514710HBW10/100010109807HBW10/5001054903HBW10/250102.52452HBW10/100101980.7HBW5/7505307355HBW5/2505102452HBW5/125551226HBW5/62.552.5612.9HBW5/2551245.2HBW2.5/187.52.5301839HBW2.5/62.52.510612.9HBW2.5/31.252.55306.5HBW2.5/15.6252.52.5153.2HBW2.5/6.252.5161.29130294.2HBW1/301109

9、8.07HBW1/101549.03HBW1/512.524.52119.807HBW1/2.5HBW1/1標(biāo)準(zhǔn)GB/T231.1-2002中規(guī)定試驗力和壓頭直徑平方之比(0.102F/D2)應(yīng)按材料的種類和硬度范圍來選擇,如表1一2所不'表1-2.試驗力一壓頭直徑平方之比的選擇材料布氏硬度HRW試驗力-壓頭球直徑平方的比率0.102F/D2鋼、饃合金、鈦合金30鑄鐵1)<140>1401030銅及銅合金<3553520010>20030輕金屬及合金<352.5358051015>801015鉛、錫11)對于鑄鐵的試驗,壓頭球直徑一般為2.5mm,5

10、mm和10mm.標(biāo)準(zhǔn)GB/T231.1-2002中規(guī)定,對于鋼只有一種選擇,就是0.102F/D2=30,對于其他材料,根據(jù)其不同的硬度范圍,有23種0.102F/D2值可供選擇.1.4.3 布氏硬度試驗條件的選擇過程：1.4.3.1 根據(jù)材料種類和硬度范圍,按表12選才i0.102F/D2值,一般較硬的材料選擇較高的0.102F/D2值,較軟的材料選擇較低的0.102F/D2值,鋼鐵材料只選擇0.102F/D2=30一個值.1.4.3.2 根據(jù)試樣的厚度和大小選擇壓頭直徑D和試驗力F,對于較厚、較大的試樣,應(yīng)盡量選用10mm勺壓頭和相應(yīng)的試驗力,由于這樣最能表達(dá)布氏硬度計的特點(diǎn).對于較薄、較

11、小的試樣,應(yīng)選用較小的壓頭和較小的試驗力.以保證滿足布氏硬度試驗關(guān)于“試樣厚度應(yīng)大于壓痕深度的8倍的要求.1.4.3.3 完成上述選擇之后應(yīng)進(jìn)行初步試驗,確定壓痕直徑是否滿足0.24D<d<0.6D.如果滿足這一要求,就可進(jìn)行正式測試,并查表得到布氏硬度值.如果不滿足這一要求,當(dāng)壓痕直徑小于0.24D時,說明壓痕過小,應(yīng)重新選擇大一些的試驗力.當(dāng)壓痕直徑大于0.6D時,說明壓痕過大,應(yīng)重新選擇小一些的試驗力.1.5 布氏硬度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系由于布氏硬度試驗?zāi)軌蚍从吵鲈嚇虞^大范圍內(nèi)的綜合性能,因此布氏硬度與材料的其他機(jī)械性能關(guān)系密切,尤其是與抗拉強(qiáng)度存在近似的換算關(guān)系：bb=K-HB

12、,1-5式中：rb抗拉強(qiáng)度值,MN/m2K一常數(shù),不同材料有不同的數(shù)值.通過測試布氏硬度可以間接得到材料的抗拉強(qiáng)度.這一點(diǎn)在生產(chǎn)實際中具有重大意義.可以通過測量硬度的方法得到近似的強(qiáng)度值,這樣既可以提升工作效率,又可以節(jié)省材料.局部金屬材料的換算關(guān)系如1-3表所示.材料布氏硬度值近似換算關(guān)系鋼125175>175.b=0.343HBX10MN/m2.b=0.363HBX10MN/m2鑄鋁合金.b=0.26HBX10MN/m2退火黃銅、青銅6b=0.55HBX10MN/m2冷加工后的黃銅、青銅6b=0.40HBX10MN/m22.洛氏硬度計(GB/T230.12004)2個步驟壓入試樣外表

13、.卸除主試驗力后,在初1一在初始試驗力F0下的壓入深度；2在總試驗4剩余壓入深度h;5試樣外表；6測量基準(zhǔn)面；2.1洛氏硬度計原理在規(guī)定條件下,將壓頭金剛石圓錐、鋼球或硬質(zhì)合金球分試驗力下測量壓痕剩余深度ho以壓痕剩余深度h代表硬度的上下.力F0+F1下的壓入深度；3去除主試驗力F1后的彈性回復(fù)深度;7一壓頭位置洛氏硬度值按下式計算：N常數(shù),對于A、C、DXZT標(biāo)尺,N=100;其他標(biāo)尺,N=130;h剩余壓痕深度,mmS常數(shù),對于洛氏硬度,S=0.002mm對于外表洛氏硬度,S=0.001mni每一洛氏硬度單位對應(yīng)的壓痕深度,洛氏硬度為0.002mm,外表洛氏硬度為0.001mm=壓痕越淺,

14、硬度越高.洛氏硬度試驗分為2種,一種是普通洛氏硬度試驗,一種是外表洛氏硬度試驗.洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓車B和1.587mm?3.175mm鋼球三種壓頭,采用60kg、100kg、150kg三種試驗力,它們共有九種組合,對應(yīng)于洛氏硬度的九個標(biāo)尺,即HRAHRBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK外表洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐和?1.587mm鋼球2種壓頭,采用15kg、30kg、45kg三種試驗力,它們共有六種組合,對應(yīng)于外表洛氏的六個標(biāo)尺,即HR15NHR30NHR45NHR15NHR30THR45T洛氏硬度試驗條件如表2-1所示.洛氏硬度標(biāo)尺的選用如表22所示洛氏硬度

15、標(biāo)尺技術(shù)條件洛氏硬度標(biāo)尺A硬度符號壓頭類型初試驗力F0(N)主試驗力F1(N)總試驗力F0+F1(N)適用范圍HRA120°金剛石圓錐98.07490.3588.42088HRABHRB1.5875mm鋼球98.07882.6980.720100HRBCDHRC120°金剛石圓錐98.07137314712070HRCHRD120°金剛石圓錐98.07882.6980.74077HRDEHRE3.175mm鋼球98.07882.6980.770100HREFHRF1.5875mm鋼球98.07490.3588.460100HRFGHHRG1.5875mm鋼球98.

16、07137314713094HRGHRH3.175mm鋼球98.07490.3588.480100HRHKHRK13.175mm鋼球98.071373147140100HRK外表洛氏硬度標(biāo)尺硬度符號壓頭類型初試驗力F0(N)15NHR15N120°30NHR30N29.4245NHR45N金剛石圓錐15THR15T1.5875mm30THR30T29.4245THR45T鋼球外表洛氏硬度標(biāo)尺技術(shù)條件主試驗力F1(N)總試驗力F0+F1(N)適用范圍117.7147.17094HR15N264.8294.24286HR30N411.9441.32077HR45N117.7147.167

17、93HR15T264.8294.22982HR30T411.9441.31072HR45T取自國家標(biāo)準(zhǔn)注：力值單位GB/T230.1-20049.8N=1kg表22洛氏硬度標(biāo)尺的選擇被測材料壓頭標(biāo)尺總試驗力(kg)鼓輪讀取刻度高硬度或薄硬材料.如硬質(zhì)合金、硬化薄鋼帶、滲碳后的淬硬鋼.金剛石壓頭A60C中低硬度材料.如退火后的中低碳鋼、不銹鋼、銅合金、硬鋁合金、可鍛鑄鐵等.是應(yīng)用較廣的洛氏硬度標(biāo)尺.1/16"鋼球B100B淬火及低溫回火的一般鋼材、冷硬鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵、鈦合金等,及硬度值超過HRB100的材料.是應(yīng)用最廣的洛氏硬度標(biāo)尺.金剛石壓頭C150C中等滲層外表硬化鋼、薄硬鋼

18、板、珠光體可鍛鑄鐵.金剛石壓頭D100C鑄鐵、鋁合金、鎂合金、軸承合金.1/8"鋼球E100B退火黃銅、紫銅、鋁合金、軟鋼薄板.1/16"鋼球F60B被青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵等(HRB直接近100的材料).1/16"鋼球G150B鋁、鋅、鉛等軟金屬.1/8"鋼球H60B軟金屬薄材、軸承合金.1/8"鋼球K150B洛氏硬度計不易檢測的滲碳鋼、滲氮鋼、外表淬火鋼等淺層外表硬化鋼件；小零件；厚度薄至0.15mm的硬鋼帶及要求壓痕盡量小的高硬度工件.金剛石壓頭15N15NRT金剛石壓頭30N30NRT金剛石壓頭45N45NRT軟鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合

19、金薄板帶材料、薄壁管材、小零件、1/16"鋼球15T15NRT電鍍層及要求壓痕盡量小的中、低硬度工件.1/16"鋼球30T30NRT1/16"鋼球45T45NRTN標(biāo)尺用于類似洛氏標(biāo)尺C、A和D檢測的材料,但僅限于薄小試樣和淺硬化深度的試樣.T標(biāo)尺用于類似洛氏標(biāo)尺B、F和G檢測的材料,但僅限于薄小試樣和較軟且覆鍍層較淺的試樣.2 .2洛氏硬度計的特點(diǎn)洛氏硬度試驗操作簡單,測量迅速,可在指示表上直接讀取硬度值,工作效率高,成為最常用的硬度試驗方法之一.由于試驗力較小,壓痕也小,特別是外表洛氏硬度試驗的壓痕更小,對大多數(shù)工件的使用無影響,可直接測試成品工件,初試驗力的

20、采用,使得試樣外表稍微的不平度對硬度值的影響較小,因此,此儀器非常適于在工廠使用,適于對成批加工的成品或半成品工件進(jìn)行逐件檢測,該試驗方法對測量操作的要求不高,非專業(yè)人員容易掌握.3 .3洛氏硬度計的應(yīng)用洛氏硬度試驗采用了3種壓頭,6種試驗力,根據(jù)金屬材料材質(zhì)、硬度范圍及尺寸的不同,共有15個標(biāo)尺可供選擇,可以測試從很軟到很硬幾乎全部常見的金屬材料,應(yīng)用范圍十分廣闊.洛氏硬度計在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用,成為檢驗產(chǎn)品質(zhì)量,是確定合理加工工藝的主要手段.可測試各種黑色和有色金屬,測試淬火鋼、回火鋼、退火鋼、外表硬化鋼、各種厚度的板材、硬質(zhì)合金材料、粉末冶金材料、熱噴涂層的硬度.外表洛氏硬度計用于

21、測試薄板金屬、薄壁管材、外表硬化鋼和小零件的硬度.4 .維氏硬度計(GB/T4340.1-1999)4.1 維氏硬度計原理采用正四棱錐體金剛石壓頭,在試驗力作用下壓入試樣外表,保持規(guī)定時間后,卸除試驗力,測量試樣外表,壓痕對角線長度.試驗力除以壓痕外表積的商就是維氏硬度值.維氏硬度值按式(3-1)計算：HV=常數(shù)X試驗力/壓痕外表積=0.1891F/d,(31)式中：HV維氏硬度符號；F試驗力,N;d壓痕兩對角線dl、d2的算術(shù)平均值,mm.實用中是根據(jù)對角線長度d通過查表得到維氏硬度值.國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.0201.400mm.4.2 維氏硬度的表示方法維氏硬度表示為

22、HV維氏硬度符號HV前面的數(shù)值為硬度值,后面為試驗力值.標(biāo)準(zhǔn)的試驗保持時間為1015S.如果選用的時間超出這一范圍,在力值后面還要注上保持時間.例如：600HV30一表示采用294.2N(30kg)的試驗力,保持時間1015S時得到的硬度值為600.600HV30/20表示采用294.2N30kg的試驗力,保持時間20S時得到的硬度值為600.4.3 維氏硬度試驗的分類和試驗力選擇維氏硬度試驗按試驗力大小的不同,細(xì)分為三種試驗,即：維氏硬度試驗、小負(fù)荷維氏硬度試驗和顯微維氏硬度試驗.見表3-1表3-1維氏硬度試驗的三種方法試驗力范圍/N硬度符號試驗名稱F49.03HV5維氏硬度試驗1.961F

23、<49.03HV0.2<HV5小負(fù)荷維氏硬度試驗0.09807F<1.961HV0.01<HV0.2顯微維氏硬度試驗維氏硬度試驗可選用的試驗力值很多,見表3-2.表3-2推薦的維氏硬度試驗力維氏硬度試驗小負(fù)荷維氏試驗試驗顯微維氏硬度試驗硬度符號試驗力/N硬度符號試驗力/N硬度符號試驗力/NHV549.03HV0.21.961HV0.010.09807HV1098.07HV0.32.942HV0.0150.1471HV20196.1HV0.54.903HV0.020.1961HV30294.2HV19.807HV0.0250.2452HV50490.3HV219.61HV

24、0.050.4903HV100980.7HV329.42HV0.10.9807注：1.維氏硬度試驗可使用大于980.7N的試驗力;2.顯微維氏試驗力為推薦值.試驗力的選擇要根據(jù)試樣種類、試樣厚度和預(yù)期的硬度范圍而定.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,試樣或試驗層的厚度至少為壓痕對角線長度的1.5倍.試驗后試樣反面不應(yīng)出現(xiàn)可見的變形痕跡.3.4維氏硬度試驗的優(yōu)點(diǎn)維氏硬度試驗的壓痕是正方形,輕廓清楚,對角線測量準(zhǔn)確,因此,維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度最高的,同時它的重復(fù)性也很好,這一點(diǎn)比布氏硬度計優(yōu)越.維氏硬度試驗測量范圍寬廣,可以測量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料,從很軟的材料幾個維氏硬度單位到很硬的材料3

25、000個維氏硬度單位都可測量.維氏硬度試驗最大的優(yōu)點(diǎn)在于其硬度值與試驗力的大小無關(guān),只要是硬度均勻的材料,可以任意選擇試驗力,其硬度值不變.這就相當(dāng)于在一個很寬廣的硬度范圍內(nèi)具有一個統(tǒng)一的標(biāo)尺.這一點(diǎn)又比洛氏硬度試驗來得優(yōu)越.在中、低硬度值范圍內(nèi),在同一均勻材料上,維氏硬度試驗和布氏硬度試驗結(jié)果會得到近似的硬度值.例如,當(dāng)硬度值為400以下時,HV=HB,.維氏硬度試驗的試驗力可以小到10gF,壓痕非常小,特別適合測試薄小材料.圖32,HV與HB硬度值的吻合圖3. 5維氏硬度試驗的缺點(diǎn)維氏硬度試驗效率低,要求較高的試驗技術(shù),對于試樣外表的光潔度要求較高,通常需要制作專門的試樣,操作麻煩費(fèi)時,通

26、常只在實驗室中使用.3 .6維氏硬度計的應(yīng)用維氏硬度試驗主要用于材料研究和科學(xué)試驗方面小負(fù)荷維氏硬度試驗主要用于測試小型精密零件的硬度,外表硬化層硬度和有效硬化層深度,鍍層的外表硬度,薄片材料和細(xì)線材的硬度,刀刃附近的硬度,牙科材料的硬度等,由于試驗力很小,壓痕也很小,試樣外觀和使用性能都可以不受影響.顯微維氏硬氏試驗主要用于金屬學(xué)和金相學(xué)研究.用于測定金屬組織中各組成相的硬度,用于研究難熔化合物脆性等.顯微維氏硬度試驗還用于極小或極薄零件的測試,零件厚度可薄至3mmi4 .努氏硬度計(GB/T18449.12001)4. 1努氏硬度計的原理：努氏硬度試驗是一種顯微硬度試驗,其原理與顯微維氏硬

27、度試驗根本相同,它采用菱形錐體金剛石壓頭,在檢測力作用下壓入試樣外表,保持規(guī)定0的時間后卸除試驗力,測量長對角線的長度,計算壓痕投影面積,試驗力除以壓痕投影面積的商就是努氏硬度值.努氏硬度值由下式計算：HK=0.102F/A=1.451F/d2式中HK努氏硬度值；F15驗力,N;A壓痕投影面積,mm2;d壓痕長對角線長度,mm.努氏硬度的表示方法為：符號HK之前為硬度值,H0后為試驗力.例如：640HK0.1試3金力為0.9807N,保持1015S,測得的努氏硬度值為640;640HK0.1/20試3金力為0.9807N,保持20S,測得的努氏硬度值為640;4 .2努氏硬度計的特點(diǎn)：努氏硬度

28、試驗實質(zhì)上是對顯微維氏硬度試驗的改良,它采用菱形壓頭后,壓痕細(xì)長,在相同的試驗力作用下,長對角線長度約為顯微維氏壓痕對角線的3倍,測量精度更高,其次,壓痕深度只有顯微維氏壓痕的一半,可以測試更薄的材料,另外,努氏硬度試驗得出的是壓痕沒有受到彈性回復(fù)影響的硬度值,克服了顯微維氏硬度試驗因壓痕彈性回復(fù)而使壓痕略有縮小對試驗結(jié)果的影響,這一點(diǎn)在金屬學(xué)、金相學(xué)研究中具有更大的優(yōu)越性.努氏硬度試驗沒有專門的硬度計,通常是共用顯微維氏硬度計,只要更換壓頭并改變硬度值的算法即可.5 .3努氏硬度計的應(yīng)用努氏硬度試驗主要也是用于金屬學(xué)、金相學(xué)研究.它特別適于測試硬而脆的材料,常被用于測試法瑯、玻璃、人造金剛石

29、、金屬陶瓷及礦物等材料.它還可用于外表硬化層有效深度的測定,用于細(xì)小零件、小面積、薄材料、細(xì)線材、刀刃附近的硬度、電鍍層及牙科材料硬度的測試.在顯微硬度試驗方面,美國通常采用努氏壓頭和100g力,而歐州那么習(xí)慣于采用維氏壓頭和較大的500g力.6 .肖氏硬度計(GB/T43412001)7 .1肖氏硬度計的原理將規(guī)定形狀的金剛石沖頭從固定的高度h0落在試樣外表上,沖頭彈起一定高度h,用h與h0的比值乘上一個系數(shù)就是肖氏硬度值.沖頭回彈的越高,試樣的硬度值越多.計算公式為：8 .2肖氏硬度計特點(diǎn)肖氏硬度試驗是一種動態(tài)力試驗,與布、洛、維等靜態(tài)力試驗法相比,準(zhǔn)確度稍差,因測試時的垂直性,試樣外表光

30、潔度等因素的影響,數(shù)據(jù)分散性較大,其測試結(jié)果的比擬只限于彈性模量相同的材料.它對試樣的厚度和重量都有一定要求,不適于較薄和較小試樣,但是它是一種輕便的手提式儀器,便于現(xiàn)場測試,其結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,測試效率高.9 .3肖氏硬度計的應(yīng)用肖氏硬度計便于攜帶,特別適用于冶金、重型機(jī)械行業(yè)中的中大型工件,例如大型構(gòu)件、鑄件、鍛件、曲軸、軋輻、特大型齒輪、機(jī)床導(dǎo)軌等工件.10 里氏硬度計(GB/T17394-1998)10.1 氏硬度計原理用規(guī)定質(zhì)量的沖擊體在彈力作用下以一定速度沖擊試樣外表,用沖頭在距離試樣外表1mm處的回彈速度與沖擊速度之比計算出的數(shù)值就是里氏硬度.里氏硬度計實際上是肖氏硬度計的改良

31、型,它們測定的都是沖擊體在試樣外表經(jīng)試樣塑性變形消耗能量后的剩余能量.里氏硬度的計算公式如下：HL=1000X丫/丫式中：HL里氏硬度符號丫球頭的沖擊速度,m/s；丫球頭的反彈速度,m/s.10.2 氏硬度計特點(diǎn)：里氏硬度計儀器輕巧,測試簡便,快速,讀數(shù)方便,適于檢測硬度范圍很寬的金屬材料,并且可以從不同方向進(jìn)行測試,非常適于在現(xiàn)場對大型工件、組裝件進(jìn)行硬度測試,比肖氏硬度計有了很大的技術(shù)進(jìn)步.它的缺點(diǎn)是這種試驗方法在國際上還沒有被普遍接受,迄今還沒有被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)采納,試驗數(shù)據(jù)在國際上還缺乏來自獨(dú)立的第三方或國際組織方面的監(jiān)督與復(fù)核.里氏硬度試驗要求試樣有一定的質(zhì)量和厚度,不適于測試小工件.里氏硬度計主要用于在現(xiàn)場快速測試大型的、組裝的、不便移動的、不允許切割試樣的工件,用于測試大型模具、大型鍛造件、鑄造件,可以靈活地測試大型工件不同部位的硬度,它是大型工件硬度測試上非常有效實用的檢測手段,在國內(nèi)有取代肖氏硬度計的趨勢.里