硬度的簡單概念及檢測方法

關(guān)于硬度的簡單概念及檢測方法第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日硬度的簡單概念及檢測方法一，什么是硬度二，硬度的分類（金屬材料類）三，金屬材料硬度的檢測四，橡膠，塑料硬度的檢測第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日一，什么是硬度固體材料對外界物體壓陷、刻劃等作用的局部抵抗能力（塑性變形），是衡量材料軟硬程度的一個指標(biāo)。

①劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短.②回跳硬度。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲存（繼而釋放）應(yīng)變能的多少（通過小錘的回跳高度測定）確定材料的硬度。

③壓入硬度。主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日壓入硬度布氏硬度洛氏硬度維氏硬度HRAHRCHRB小負(fù)荷維氏硬度顯微維氏硬度二，壓入硬度的分類第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日一，布氏硬度(HB)是以一定大小的實驗載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)球壓入被測金屬表面，保持規(guī)定時間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布氏硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷將一定大小的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2(N/mm2)。布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日HB-3000布氏硬度計第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日當(dāng)試驗力P的單位為

kgf:

當(dāng)試驗力P的單位為

N:第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日（1）對同一種材料而言，所得到的HB值要一樣。

（2）對不同的材料，得到的HB值可以進(jìn)行比較。

要求：P/D2應(yīng)為一定值。

材料硬度范圍P/D2材料硬度范圍P/D2鋼、鎳合金、鈦合金30輕金屬及合金＜3535～80＞802.55，10，1510，15鑄鐵＜140≥1401030銅及銅合金＜3535～200＞20051030鉛、錫1第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日布氏硬度幾點說明：1、試驗力保持時間通常為10～15s。2、布氏硬度的符號用HBW或HBS表示：500HBW5/7503、壓痕中心距試樣邊緣的距離≥2.5d，相鄰壓痕中心的距離≥3d。4、壓痕直徑應(yīng)從相互垂直的兩個方向測量取其算術(shù)平均值。第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日

二，洛氏硬度是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59，3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：

GB/T230.1-2009洛氏硬度實驗原理圖表，標(biāo)尺洛氏硬度標(biāo)尺硬度符號壓頭類型初始實驗力F0/N主實驗力F1/N總實驗力F/N適用范圍AHRA金剛石圓錐98.07490.3588.3720-88BHRB直徑1.587mm球98.07882.6980.6720-100CHRC金剛石圓錐98.0713731471.0720-70

第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日HRD-150型洛氏硬度計電源標(biāo)尺金剛石壓頭工作臺操作把手開關(guān)第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日洛氏硬度的測量實際是測量壓痕深度，將在規(guī)定實驗條件下所測得的壓痕深度換算成硬度單位。具體步驟如下⑴首先加載初實驗力F0，將壓頭（金剛石圓錐壓頭或球形壓頭）壓入試件表面，計初始位移h0⑵然后加載主實驗力F1，保持一定時間，此時壓頭位移為h1,之后卸除主實驗力F1。⑶保持初始實驗力F0，測量此刻的壓頭位移h2.最小試料厚度≥10tt為壓痕深度t1=0.002×(100-HRCA)t2=0.002×(130-HRB)第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日HRA，D，C=100-[（h2-h0）/0.002]

HRE，B，G=130-[（h2-h0）/0.002]

第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日三，維氏硬度

:由英國科學(xué)家維克斯首先提出。以49.03~980.7N的負(fù)荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入材料表面,保持規(guī)定時間后，（10-15s）用測量壓痕對角線長度，再按公式來計算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負(fù)荷維氏硬度，試驗負(fù)荷1.961~<49.03N，它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗負(fù)荷<1.961N，適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。它適用于幾乎所有金屬材料的硬度檢測.GB/T4340.1-2009第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日數(shù)顯維氏硬度計HVS-10目鏡工作臺面板操作把手壓頭第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日維氏硬度計一般分類:

一.維氏硬度計一般指最大負(fù)荷在10-50公斤的維氏硬度試驗機(jī)（HV10-HV50）二.小負(fù)荷維氏硬度計一般指最大負(fù)荷在5公斤的維氏硬度試驗機(jī)（HV1-HV5）三.顯微維氏硬度計一般指最大負(fù)荷在1公斤的維氏硬度試驗機(jī)（HV0.3-HV1）

第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日維氏硬度計算公式：P為載荷，如10kg。d為壓痕對角線長度(mm)。HV10第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日維氏硬度表示方法550HV5300HV10/20采用5Kg的實驗力，保持10-15s時得到的硬度值為550采用10Kg的實驗力，保持20s時得到的硬度值為300試驗力:2.94N(0.3Kgf),4.9N(0.5Kgf),9.80N(1Kgf),29.4N(3Kgf),49.0N(5Kgf),98.0N(10Kgf)

硬度符號:HV0.3,HV0.5,HV1,HV3,HV5,HV10

第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日橡膠和塑料件硬度的檢測邵氏硬度具有一定形狀的鋼針，在試驗力作用下垂直壓入試樣表面，當(dāng)壓足表面與試樣表面完全貼合時，壓針尖端面相對壓足平面有一定的伸出長度L(見圖1)，以L值的大小來表示邵氏硬度的大小,L值越大，表示邵爾硬度越低，反之越高.計算公式為：HA=100-L/0.025HD=100-L/0.025HC=100-L/0.025

一，HSA常用于檢測軟質(zhì)塑料橡膠.二，HSD常用于檢測硬質(zhì)塑料橡膠.三，HSC常用于檢測泡沫和海綿等軟性材料。

HSA測量值大于90的時候應(yīng)該轉(zhuǎn)為HSD進(jìn)行檢測了，HSD測量值小于20的時候應(yīng)該轉(zhuǎn)為HSA進(jìn)行檢測了.

第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日邵氏硬度計：

A型的針尖直徑為0.79mmD型的針尖直徑為0.2mm.即半徑為R0.1C型的測針是一個圓球直徑5mm第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日邵氏硬度檢測方法一，備檢試樣的要求：1）橡膠的試樣及試驗溫度要求；①、橡膠的試樣厚度不小于6mm,寬度不小于15mm,長度不小于35mm,試樣厚度不足6mm時,可用同樣膠片重疊測定,但不超過3層。并要求膠片上下平行。②、檢定時室溫為23℃±5℃,檢定前硬度計在此溫度下至少存放1小時2）塑料試樣及試驗溫度要求；①、塑料試樣為正方形,邊長50mm、厚度6mm。也允許采用50×15mm的試樣。②、在可能的情況下,試樣在測試前應(yīng)按照GB/T2941-1991規(guī)定在實驗室標(biāo)準(zhǔn)溫度下進(jìn)行調(diào)節(jié)。比對試驗或系列試驗必須在相同溫度下進(jìn)行。3）橡膠及塑料試樣表面均應(yīng)光滑、平整、不應(yīng)有機(jī)械損傷及雜質(zhì)等缺陷。第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日邵氏硬度檢測方法二，硬度計的校準(zhǔn)：測定前應(yīng)檢查硬度計的指針在自由狀態(tài)下應(yīng)指向零位。如指針量偏離零位時,可以松動右上角壓緊螺釘,轉(zhuǎn)動表面,對準(zhǔn)零位。然后將硬度計壓在玻璃板上,壓針端面與壓足底面緊密接觸于玻璃板上時,指針應(yīng)指向100+/-0.5HA,如不指向100+/-0.5HA時,可輕微按動壓針幾次,如仍不指100+/-0.5HA時,則此硬度計不能使用。如在邵氏硬度計測試機(jī)架上使用時,可撥動手柄,使工作臺上升至定荷砝碼抬起,使壓針端面與壓足平面緊密接觸于玻璃工作臺時,指針應(yīng)指向100+/-0.5HA。如不指100+/-0.5HA時,可調(diào)整工作臺平面的調(diào)節(jié)螺釘,若調(diào)整后指針仍不指100+/-0.5HA時,則此硬度計不能使用第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日LX-A型邵氏硬度計LX-D型邵氏硬度計表盤壓頭壓頭表盤第二十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日邵氏硬度檢測方法三，檢測方法：把試樣放置在堅固的平面上,拿住硬度計,壓足中孔的壓針距離試塊邊緣