發布時間：2020-07-27 熱度：
硬度是評定金屬材料力學性能*常用的指標之一。硬度的實質是材料抵抗另一較硬材料壓入的能力。
硬度檢測是評價金屬力學性能*迅速、*經濟、*簡單的一種試驗方法。今天百檢網小編就帶大家一起了解一下金屬材料的硬度測試。
金屬硬度檢測主要有兩類試驗方法。一類是靜態試驗方法，這類方法試驗力的施加是緩慢而無沖擊的，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用*廣的，它們是金屬硬度檢測的主要試驗方法。另一類試驗方法是動態試驗法，這類方法試驗力的施加是動態的和沖擊性的。
這里包括肖氏和里氏硬度試驗法。動態試驗法主要用于大型的，不可移動工件的硬度檢測。
下面介紹幾種常用的硬度指標：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
一、布氏硬度
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負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)。原理詳見下圖：
布氏硬度試驗范圍上限為650HBW。布氏硬度的符號及表示方法：HBS或HBW之前的數字為硬度值，HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用于測定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。
HBW表示壓頭為硬質合金，用于測定布氏硬度值在650以下的樹料。后面按順序用數字表示試驗條件：
①壓頭的球體直徑；
②試驗載荷；
③試驗載荷保持的時間(10～15s不標注)。
例如170HBS10/1000/30表示用直徑10mm的鋼球，在9807N(1000kgf)的試驗載荷作用下，保持30s時測得的布氏硬度值為170。
530HBW5/750表示用直徑5mm的硬質合金球，在7355N(750kgf)的試驗載荷作用下，保持10～15s時測得的布氏硬度值為530。
優點：由于鋼球直徑較大，在金屬表面上留下的壓痕也較大，故測得的硬度值比較準確。布氏硬度值和抗拉強度之間有一定的關系，因此可按布氏硬度值近似確定金屬材料的抗拉強度。
如被試金屬硬度過高，將影響硬度值的準確性，所以布氏硬度試驗一般適于測定布氏硬度值小于650的金屬材料。
缺點：壓痕較大，故不宜測定成品及薄片材料。
常用測試標準：
二、洛氏硬度
當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角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。原理詳見下圖：
根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：
HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度*高的材料（如硬質合金等）。
HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。
HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。
常用測試標準：
三、維氏硬度
維氏硬度測定原理和方法與布氏硬度基本相同，也是根據單位壓痕表面積上所承受的載荷大小來定義硬度值。不同的是測定維氏硬度所用壓頭為金剛石制成的四方錐體，兩相對面夾角a為136，所加載荷較小。
測定維氏硬度時，也是以一定載荷的力將壓頭壓入試樣表面，保持一定時間后卸載，試樣表面留下壓痕，如下圖所示：
與布氏硬度一樣，維氏硬度也不標注單位。
當載荷一定時，即可根據d值，求出HV。測定壓痕兩對角線長度的平均值后查表求HV時，注意載荷單位。
維氏硬度的表示方法與布氏相同，例如640HV30/20前面數值為硬度值，后面數字依次為所加載荷和時間。
根據材料的軟硬、厚薄及所測部位的特性不同，需要在不同試驗力范圍內測定維氏硬度。詳見下圖：
維氏硬度與布氏硬度及洛氏硬度試驗相比，維氏硬度試驗具有很多優點。因采用壓頭為四棱錐體，當載荷改變時，壓力角恒定不變，因此，載荷可任意選擇，不存在布氏硬度試驗中載荷F與球體直徑D之間關系的約束。
由于壓痕清晰，對角線長度計量精確可靠。此外，維氏硬度測量范圍較寬，軟硬材料都可以測試。
維氏硬度也不存在洛氏硬度那樣不同標尺的硬度無法統一的問題。維氏硬度試驗的缺點是硬度測定麻煩，工作效率比洛氏硬度低，不適于成批生產中的常規檢驗。
由于維氏硬度與布氏硬度的測定原理相同，在材料硬度小于450HV時，維氏硬度值與布氏硬度值大致相同。
常用測試標準：
百檢網小編的小結：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成分、組織結構和熱處理工藝條件下性能的差異，因此硬度試驗廣泛應用于金屬性能的檢驗、監督熱處理工藝質量和新材料的研制。
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