金属硬度试验方法介绍

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1、金属硬度试验方法介绍钢铁研究总院张久龙前言这是一篇普及金属硬度试验的基础知识的文章在这篇文章中，虽然没有在技术方面进行详细地推理和解释，但是，对于硬度计的操作人员来说却是非常有益的。如果需要进行深入的探讨，请电话联系我们。联系电话：010-621821881346656852215题目索引序言1.洛氏原理标准的洛氏硬度表面洛氏硬度各种洛氏标尺的应用表3，洛氏硬度试验中，使用金刚石压头时，样品最小可测量的厚度圆柱面的解决办法表4，采用洛氏金刚石压头，圆柱面硬度值的修正洛氏原理的拓展2.布氏原理布氏硬度试验的定义表5，布氏硬度试验和F/D2值的关系各种布氏硬度试验表6，布氏硬度试验，样品

2、最小可测量的厚度布氏原理的利与弊按照洛氏加载原理，采用布氏压头进行布氏硬度试验3.维氏原理维氏硬度试验的应用领域表7，维氏硬度试验，样品最小可测量的厚度维氏原理的利与弊4.肖氏（金属）及里氏原理5.努氏原理6.各种硬度值之间的比较7.标准硬度块15序言不论什么类型的硬度计，只要它能够合格出厂，对于大多数仪器来说，都是没有必要怀疑的。我们可以用几百克到3000kg(29'430N)的载荷进行硬度测试。在实验室中，我们甚至可以采用1克的载荷来进行测试。所以，我们可以测量各种尺寸、各种表面硬化层深度及各种硬度的样品。目前通用的试验原理有5种，分别是布、洛、维、努氏及肖氏方法（在国内，里氏硬

3、度经常被采用，但是，由于其原理上的缺陷，影响因素较多，使得其在生产实际中的应用受到了很大的限制，见下面相关章节）。同时也规定了一定数量的检测标尺。因此，不论任何一个检测人员，不论其在任何地方进行测试，都不会面临标准不统一的问题。电子技术的引入导致了硬度计性能的极大提高和改进。事实上，由于采用电子技术，使得硬度计的精度和可靠性都得到了提高。同时，使得硬度计在数据的存储、统计分析、图形显示和资料的提供等方面成为了可能。在遵照以往的硬度测试原理的同时，电子技术被成功地运用在测试数据的读取和仪器功能的控制等方面。在这篇文章中，我们将详细地进行讨论关于洛氏、布氏和维氏硬度测试原理的各自的优势和

4、局限性。在讨论硬度测试原理和硬度计之前，我们需要明确在硬度测试中，以下的特征内容是非常重要的：1）载荷，2）压头，3）保压时间，这就是贯穿硬度测试中的关键因素，我们通常将其称为“硬度测试三要素”。当然，对于硬度计而言，精度、重复性、对应用领域及样品的要求等也是十分重要的，这些指标直接体现硬度计的优劣。1)试验载荷：一般来说，为了获得更高的精度，应该取更高的试验载荷来进行硬度测试，这是因为样品的表面通常在进行处理的时候，容易产生脱碳的现象，导致硬度的变化，而心部的变化较小。另外，使用较大的载荷，其测试结果受样品表面光洁程度的影响就要小。然而，为了避免得到错误的结果，加载的载荷也不允许大

5、到使得压头压入的深度大于被测样品厚度或硬化层深度的十分之一。载荷的选择一般是按照材料的类型来分的。一个典型的例子：铸铁应采用大载荷。2)压头：硬度计压头的材质一般为金刚石或硬质合金压头，当然，对于某些HR标尺，也采用钢球压头。对于布、洛、维氏及努氏压头，它们都有自己的形状和尺寸。通常，压头的应用应同试验载荷相配合（具体见下面的章节）。3)保压时间：作为静载荷的硬度测试方法，载荷的加载速度和保压时间都有一个明确的要求。之所以对保压时间做出明确的规定，主要同金属材料的屈服过程有关。保压的时间越长，压痕的变形越彻底，测试的结果才能够稳定。　　关于硬度计的优劣，一般说来有以下几个方面的因素：

6、1)精度：精度同是否选择了合适的试验方法、样品的表面状况、载荷保压时间的稳定性、仪器是否采用精度很好的标准块进行准确的校准、测试的数据是否足够多等有关。通常，采用静载荷的仪器要比采用动载荷的精度要高。事实上，后者的精度要受样品的质量和硬度的影响。当采用非常低的载荷时，仪器的精度将非常难于保证。2)重复性：硬度计的整体工作的稳定性直接的反应就是其重复性的好坏。当然，硬度测试方法也影响到其测试结果的重复性。影响硬度结果的因素越多，重复性越差。3)各标尺的应用领域：超过硬度50HRC（相当于485HB30）的材料一般用金刚石压头代替钢球或硬质合金球头（钢球用于较软的材料）15布氏硬度没有采

7、用极硬的金刚石压头，所以不能用来检测经过调质热处理后的钢件。而对于洛氏硬度，由于它即采用锥型金刚石压头也采用钢球压头，所以的应用范围就要广的多。维氏硬度试验，采用凌锥型的金刚石压头，所以，它的应用领域更广。但是，一般来说，在实验室中进行维氏硬度试验多于在生产车间现场。4)　对样品的要求：样品可以被放到硬度计下面，也可以把硬度计放到样品的上面进行试验。第一种是指台式硬度计，在试验中，它可以托举起甚至夹住样品，这种硬度计适合于体积较小的试样。第二种仪器是指便携