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硬度測(cè)試方法
日期：2024-08-29 16:21
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摘要：關(guān)于布氏硬度測(cè)試
布氏硬度測(cè)試方法是1900年由瑞典工程師J.B.Brinell提出的，這樣方法由于壓痕較大，因而硬度值受試樣組織的偏析及成份不均勻的影響較小，具有較高的測(cè)量精度，檢測(cè)結(jié)果的分散度小，比較客觀地反映出材料的性能，是目前*常用的測(cè)試方法之一。 布氏硬度測(cè)試是用一定直徑的合金球壓頭(1mm、2.5mm、5mm、10mm)，在規(guī)定的試驗(yàn)力(通常為187.5~3000kgf)作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力， 使用低倍率目鏡或*新的自動(dòng)化圖像處理軟件來測(cè)量壓痕直徑。布氏硬度與試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商成正比。小載荷及小直...
關(guān)于布氏硬度測(cè)試
布氏硬度測(cè)試方法是1900年由瑞典工程師J.B.Brinell提出的，這樣方法由于壓痕較大，因而硬度值受試樣組織的偏析及成份不均勻的影響較小，具有較高的測(cè)量精度，檢測(cè)結(jié)果的分散度小，比較客觀地反映出材料的性能，是目前*常用的測(cè)試方法之一。 布氏硬度測(cè)試是用一定直徑的合金球壓頭(1mm、2.5mm、5mm、10mm)，在規(guī)定的試驗(yàn)力(通常為187.5~3000kgf)作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力， 使用低倍率目鏡或*新的自動(dòng)化圖像處理軟件來測(cè)量壓痕直徑。布氏硬度與試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商成正比。小載荷及小直徑球壓頭通常只在一些特殊的應(yīng)用中使用。和努氏和維氏硬度測(cè)試一樣，布氏硬度加載只采用單一試驗(yàn)力。 布氏硬度值表示方法為：符號(hào)HBW前面的數(shù)值為硬度值，符號(hào)后面為試驗(yàn)條件，即球直徑，mm、試驗(yàn)力數(shù)字及試驗(yàn)力保持時(shí)間，采用規(guī)定的保持時(shí)間(10~15s)則不用標(biāo)注。如：350HBW5/750，表示用5mm硬質(zhì)合金球，在750kgf試驗(yàn)力下保持10~15s，測(cè)得的硬度值為350；10~15s為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，不用標(biāo)注。 布氏硬度試驗(yàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是在冶金及機(jī)械制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，由于采用較大的球壓頭和較大的試驗(yàn)力，得到較大直徑的壓痕，因而能測(cè)量出試樣較大范圍內(nèi)的性能，而不受材料個(gè)別組織的影響。適應(yīng)于具有大晶粒金屬材料的硬度測(cè)試，例如鑄鐵、有色金屬及其合金、各種退火、調(diào)質(zhì)處理后的鋼材，也可以對(duì)原材料及半成品進(jìn)行檢驗(yàn)。由于布氏硬度試驗(yàn)?zāi)芊从吵鲈嚇虞^大范圍內(nèi)的綜合性能，因此布氏硬度與材料的其他機(jī)械性能較為密切，尤其與抗拉強(qiáng)度極限存在近似的換算關(guān)系，所以通過測(cè)量布氏硬度可以間接得到材料的抗拉強(qiáng)度，這在生產(chǎn)實(shí)際中具有很大的意義，通過測(cè)量硬度的方法得到近似的強(qiáng)度值，既可以提高工作效率，又可以節(jié)省大量原材料。
關(guān)于洛氏硬度測(cè)試
Stanley P. Rockwell 于1919年發(fā)明了洛氏硬度測(cè)試方法。作為一名冶金師，他曾供職于一家大型滾珠軸承公司；他試圖找到一種快速地、非破壞性地方法來檢驗(yàn)正在加工產(chǎn)品的熱處理效果。在當(dāng)時(shí)，常用的硬度測(cè)試方法有維氏、布氏和肖氏。維氏測(cè)試非常耗費(fèi)時(shí)間，布氏測(cè)試產(chǎn)生的壓痕過大 ，而肖氏測(cè)試方法使用不便，尤其是在一些小型零部件上。 為滿足實(shí)際的需要他發(fā)明了洛氏硬度測(cè)試方法。實(shí)踐證明這種簡(jiǎn)單實(shí)用的測(cè)試方法具有其他測(cè)試方法無可比擬的優(yōu)勢(shì)。它使使用者在幾秒鐘內(nèi)就可在不同尺寸的試樣上得到精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果。 洛氏硬度測(cè)試方法遵循下列標(biāo)準(zhǔn)： ASTM E18 Metals ISO 6508 Metals ASTM D785 Plastics 洛氏硬度測(cè)試類型 主要有兩種類型的洛氏測(cè)試方法： 1. 普通洛氏： 初試驗(yàn)力10 kgf，總試驗(yàn)力 60, 100, 150 kgf。 2. 表面洛氏： 初試驗(yàn)力3 kgf， 總試驗(yàn)力 15, 30, 45 kgf。 在上述測(cè)試方法中，壓頭均可選用金剛石或合金鋼球，這取決于所測(cè)材料的不同特性。 洛氏標(biāo)尺 硬度值是由硬度數(shù)和硬度標(biāo)尺符號(hào)組成，前者是硬度數(shù)，后者是硬度標(biāo)尺符號(hào)。 洛氏硬度測(cè)試原理是在初試驗(yàn)力及總試驗(yàn)力的先后作用下，將規(guī)定的壓頭壓入試樣表面，保持一定的時(shí)間后卸除主試驗(yàn)力，在保留初試驗(yàn)力下測(cè)量壓痕殘余深度，以殘余深度表示洛氏硬度的高低，深度大，硬度值低；深度小，則硬度值高。對(duì)于大多數(shù)試樣，整個(gè)測(cè)試過程僅需幾秒鐘，塑料硬度測(cè)試為15秒左右。使用洛氏測(cè)試方法可以快速直接地獲取硬度值無需進(jìn)行壓痕直徑測(cè)量等。 洛氏測(cè)試中*常用的壓頭為圓錐角120°的金剛石壓頭，用于測(cè)試淬火鋼和硬質(zhì)合金等材料。材質(zhì)較軟的試樣通常使用直徑從1/16英寸到1/2英寸的合金鋼球壓頭進(jìn)行測(cè)試。 各種壓頭以及試驗(yàn)力組合成不同的洛氏標(biāo)尺。總共有30種不同的標(biāo)尺，由硬度數(shù)和硬度標(biāo)尺符號(hào)表示硬度值，如63HRC表示金剛石壓頭在C標(biāo)尺上測(cè)得的洛氏硬度值為63。 數(shù)字越大表明材料越硬，一些特殊的淬火鋼或合金材料的硬度值可能超過70HRC。洛氏硬度測(cè)試試驗(yàn)力采用閉環(huán)式傳感器加載或傳統(tǒng)的砝碼加載系統(tǒng)。
關(guān)于維氏硬度測(cè)試
維氏硬度測(cè)試法是1925年英國(guó)人R.L.Smith和G.E.Sandland提出的。在規(guī)定的試驗(yàn)力作用下，經(jīng)頂部?jī)上鄬?duì)角為136°的金剛石正四棱錐體壓頭壓入試樣表面，保持規(guī)定的時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，使用高倍率物鏡或*新的自動(dòng)化圖像處理軟件來測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。和洛氏硬度測(cè)試不同的是，維氏測(cè)試只加載單一試驗(yàn)力，它壓出的壓痕深度一般是對(duì)角線長(zhǎng)度的1/7。維氏硬度測(cè)試主要有兩種試驗(yàn)力范圍，顯微維氏(10~1000 g) 和宏觀維氏(1~100 kg)，該試驗(yàn)力范圍可滿足所有維氏硬度測(cè)試需求。維氏硬度表示方法為：維氏硬度符號(hào)HV前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗(yàn)力，如600HV1。維氏硬度測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)力保持時(shí)間為10~15s。通常情況下，使用維氏硬度方法測(cè)試的材料的硬度值都在 100HV~1000HV范圍內(nèi)。 維氏硬度適應(yīng)性好，不僅適用于高硬度材料，如硬金屬及硬質(zhì)合金等；還適應(yīng)于軟金屬，及一些板材、帶材及硬化層等。顯微硬度試驗(yàn)由于試驗(yàn)力小、產(chǎn)生的壓痕很小，適應(yīng)于測(cè)試材料的單晶體及金相組織，主要用于研究材料特性，進(jìn)行理化分析，此外顯微硬度測(cè)試適應(yīng)于測(cè)量薄材料及細(xì)小零件的硬度，如鐘表、儀器、儀表中的零件、及表面鍍層、滲碳層、氮化層的硬度、厚度等等。是檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量、制定合理的加工工藝的重要手段，特別是將成為金屬學(xué)、金相學(xué)，即材料科學(xué)方面*常用的試驗(yàn)方法之一。
關(guān)于努氏硬度測(cè)試
努氏硬度測(cè)試是將規(guī)定的壓頭壓入試樣表面并在表面形成特定幾何形狀的壓痕。和洛氏硬度測(cè)試不同的是，努氏測(cè)試只加載單一試驗(yàn)力，使用高倍率物鏡或*新的自動(dòng)化圖像處理軟件來測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。 努氏金剛石壓頭是具有菱形基面的棱錐體，試驗(yàn)后獲得一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的壓痕，長(zhǎng)對(duì)角線為短對(duì)角線長(zhǎng)度的7.11倍。努氏硬度測(cè)試通常的試驗(yàn)力范圍為 10~1000g， 努氏硬度測(cè)試的壓痕具有比維氏硬度壓痕更淺、更長(zhǎng)的特點(diǎn)，不容易損壞試樣表面，主要用于測(cè)量較硬、較脆的試樣的硬度，如琺瑯、玻璃、瑪瑙、陶瓷及人造寶石等。 根據(jù)測(cè)得的壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度計(jì)算出壓痕的投影面積，依據(jù)計(jì)算公式得出努氏硬度值。自動(dòng)化程度更高的數(shù)字計(jì)算系統(tǒng)或圖像分析軟件得普遍使用，使得獲取努氏硬度值更為簡(jiǎn)單方便。
關(guān)于便攜式硬度測(cè)試
便攜式硬度計(jì)的特點(diǎn)是攜帶方便，在臺(tái)式硬度計(jì)無法測(cè)試的情況下，是大型部件測(cè)試的理想選擇，如大型管件，板材，型材，發(fā)動(dòng)機(jī)組，鍛造和鑄造件等。便攜式硬度計(jì)的種類有洛氏、維氏、布氏、里氏等。
主要有：
里氏硬度計(jì)采用的是一種動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法，采用彈性沖擊原理，可提供大多數(shù)常用的硬度標(biāo)尺的轉(zhuǎn)換值。
超聲波硬度計(jì)基于超聲接觸阻抗測(cè)量原理，也稱UCI (Ultrasonic contact Impedance)方法，在均勻的接觸壓力下，傳感器桿的諧振頻率隨試件的硬度而改變。探頭中的傳感器桿，一端和一個(gè)大質(zhì)量剛體固定在一起，另一端鑲有金剛石。當(dāng)壓頭被壓到工件上，在固定負(fù)荷作用下，對(duì)彈性模量相同的工件來說，硬度愈低，那么壓頭與工件表面的接觸面積愈大，從而阻尼傳感器桿的壓頭端的壓痕大小也愈大，于是此端振動(dòng)幅度也愈小，諧振頻率就愈高，所以通過諧振頻率的變化，可確定工件硬度。
布氏硬度測(cè)試方法是1900年由瑞典工程師J.B.Brinell提出的，這樣方法由于壓痕較大，因而硬度值受試樣組織的偏析及成份不均勻的影響較小，具有較高的測(cè)量精度，檢測(cè)結(jié)果的分散度小，比較客觀地反映出材料的性能，是目前*常用的測(cè)試方法之一。 布氏硬度測(cè)試是用一定直徑的合金球壓頭(1mm、2.5mm、5mm、10mm)，在規(guī)定的試驗(yàn)力(通常為187.5~3000kgf)作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力， 使用低倍率目鏡或*新的自動(dòng)化圖像處理軟件來測(cè)量壓痕直徑。布氏硬度與試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商成正比。小載荷及小直徑球壓頭通常只在一些特殊的應(yīng)用中使用。和努氏和維氏硬度測(cè)試一樣，布氏硬度加載只采用單一試驗(yàn)力。 布氏硬度值表示方法為：符號(hào)HBW前面的數(shù)值為硬度值，符號(hào)后面為試驗(yàn)條件，即球直徑，mm、試驗(yàn)力數(shù)字及試驗(yàn)力保持時(shí)間，采用規(guī)定的保持時(shí)間(10~15s)則不用標(biāo)注。如：350HBW5/750，表示用5mm硬質(zhì)合金球，在750kgf試驗(yàn)力下保持10~15s，測(cè)得的硬度值為350；10~15s為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，不用標(biāo)注。 布氏硬度試驗(yàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是在冶金及機(jī)械制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，由于采用較大的球壓頭和較大的試驗(yàn)力，得到較大直徑的壓痕，因而能測(cè)量出試樣較大范圍內(nèi)的性能，而不受材料個(gè)別組織的影響。適應(yīng)于具有大晶粒金屬材料的硬度測(cè)試，例如鑄鐵、有色金屬及其合金、各種退火、調(diào)質(zhì)處理后的鋼材，也可以對(duì)原材料及半成品進(jìn)行檢驗(yàn)。由于布氏硬度試驗(yàn)?zāi)芊从吵鲈嚇虞^大范圍內(nèi)的綜合性能，因此布氏硬度與材料的其他機(jī)械性能較為密切，尤其與抗拉強(qiáng)度極限存在近似的換算關(guān)系，所以通過測(cè)量布氏硬度可以間接得到材料的抗拉強(qiáng)度，這在生產(chǎn)實(shí)際中具有很大的意義，通過測(cè)量硬度的方法得到近似的強(qiáng)度值，既可以提高工作效率，又可以節(jié)省大量原材料。
關(guān)于洛氏硬度測(cè)試
Stanley P. Rockwell 于1919年發(fā)明了洛氏硬度測(cè)試方法。作為一名冶金師，他曾供職于一家大型滾珠軸承公司；他試圖找到一種快速地、非破壞性地方法來檢驗(yàn)正在加工產(chǎn)品的熱處理效果。在當(dāng)時(shí)，常用的硬度測(cè)試方法有維氏、布氏和肖氏。維氏測(cè)試非常耗費(fèi)時(shí)間，布氏測(cè)試產(chǎn)生的壓痕過大 ，而肖氏測(cè)試方法使用不便，尤其是在一些小型零部件上。 為滿足實(shí)際的需要他發(fā)明了洛氏硬度測(cè)試方法。實(shí)踐證明這種簡(jiǎn)單實(shí)用的測(cè)試方法具有其他測(cè)試方法無可比擬的優(yōu)勢(shì)。它使使用者在幾秒鐘內(nèi)就可在不同尺寸的試樣上得到精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果。 洛氏硬度測(cè)試方法遵循下列標(biāo)準(zhǔn)： ASTM E18 Metals ISO 6508 Metals ASTM D785 Plastics 洛氏硬度測(cè)試類型 主要有兩種類型的洛氏測(cè)試方法： 1. 普通洛氏： 初試驗(yàn)力10 kgf，總試驗(yàn)力 60, 100, 150 kgf。 2. 表面洛氏： 初試驗(yàn)力3 kgf， 總試驗(yàn)力 15, 30, 45 kgf。 在上述測(cè)試方法中，壓頭均可選用金剛石或合金鋼球，這取決于所測(cè)材料的不同特性。 洛氏標(biāo)尺 硬度值是由硬度數(shù)和硬度標(biāo)尺符號(hào)組成，前者是硬度數(shù)，后者是硬度標(biāo)尺符號(hào)。 洛氏硬度測(cè)試原理是在初試驗(yàn)力及總試驗(yàn)力的先后作用下，將規(guī)定的壓頭壓入試樣表面，保持一定的時(shí)間后卸除主試驗(yàn)力，在保留初試驗(yàn)力下測(cè)量壓痕殘余深度，以殘余深度表示洛氏硬度的高低，深度大，硬度值低；深度小，則硬度值高。對(duì)于大多數(shù)試樣，整個(gè)測(cè)試過程僅需幾秒鐘，塑料硬度測(cè)試為15秒左右。使用洛氏測(cè)試方法可以快速直接地獲取硬度值無需進(jìn)行壓痕直徑測(cè)量等。 洛氏測(cè)試中*常用的壓頭為圓錐角120°的金剛石壓頭，用于測(cè)試淬火鋼和硬質(zhì)合金等材料。材質(zhì)較軟的試樣通常使用直徑從1/16英寸到1/2英寸的合金鋼球壓頭進(jìn)行測(cè)試。 各種壓頭以及試驗(yàn)力組合成不同的洛氏標(biāo)尺。總共有30種不同的標(biāo)尺，由硬度數(shù)和硬度標(biāo)尺符號(hào)表示硬度值，如63HRC表示金剛石壓頭在C標(biāo)尺上測(cè)得的洛氏硬度值為63。 數(shù)字越大表明材料越硬，一些特殊的淬火鋼或合金材料的硬度值可能超過70HRC。洛氏硬度測(cè)試試驗(yàn)力采用閉環(huán)式傳感器加載或傳統(tǒng)的砝碼加載系統(tǒng)。
關(guān)于維氏硬度測(cè)試
維氏硬度測(cè)試法是1925年英國(guó)人R.L.Smith和G.E.Sandland提出的。在規(guī)定的試驗(yàn)力作用下，經(jīng)頂部?jī)上鄬?duì)角為136°的金剛石正四棱錐體壓頭壓入試樣表面，保持規(guī)定的時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，使用高倍率物鏡或*新的自動(dòng)化圖像處理軟件來測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。和洛氏硬度測(cè)試不同的是，維氏測(cè)試只加載單一試驗(yàn)力，它壓出的壓痕深度一般是對(duì)角線長(zhǎng)度的1/7。維氏硬度測(cè)試主要有兩種試驗(yàn)力范圍，顯微維氏(10~1000 g) 和宏觀維氏(1~100 kg)，該試驗(yàn)力范圍可滿足所有維氏硬度測(cè)試需求。維氏硬度表示方法為：維氏硬度符號(hào)HV前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗(yàn)力，如600HV1。維氏硬度測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)力保持時(shí)間為10~15s。通常情況下，使用維氏硬度方法測(cè)試的材料的硬度值都在 100HV~1000HV范圍內(nèi)。 維氏硬度適應(yīng)性好，不僅適用于高硬度材料，如硬金屬及硬質(zhì)合金等；還適應(yīng)于軟金屬，及一些板材、帶材及硬化層等。顯微硬度試驗(yàn)由于試驗(yàn)力小、產(chǎn)生的壓痕很小，適應(yīng)于測(cè)試材料的單晶體及金相組織，主要用于研究材料特性，進(jìn)行理化分析，此外顯微硬度測(cè)試適應(yīng)于測(cè)量薄材料及細(xì)小零件的硬度，如鐘表、儀器、儀表中的零件、及表面鍍層、滲碳層、氮化層的硬度、厚度等等。是檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量、制定合理的加工工藝的重要手段，特別是將成為金屬學(xué)、金相學(xué)，即材料科學(xué)方面*常用的試驗(yàn)方法之一。
關(guān)于努氏硬度測(cè)試
努氏硬度測(cè)試是將規(guī)定的壓頭壓入試樣表面并在表面形成特定幾何形狀的壓痕。和洛氏硬度測(cè)試不同的是，努氏測(cè)試只加載單一試驗(yàn)力，使用高倍率物鏡或*新的自動(dòng)化圖像處理軟件來測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。 努氏金剛石壓頭是具有菱形基面的棱錐體，試驗(yàn)后獲得一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的壓痕，長(zhǎng)對(duì)角線為短對(duì)角線長(zhǎng)度的7.11倍。努氏硬度測(cè)試通常的試驗(yàn)力范圍為 10~1000g， 努氏硬度測(cè)試的壓痕具有比維氏硬度壓痕更淺、更長(zhǎng)的特點(diǎn)，不容易損壞試樣表面，主要用于測(cè)量較硬、較脆的試樣的硬度，如琺瑯、玻璃、瑪瑙、陶瓷及人造寶石等。 根據(jù)測(cè)得的壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度計(jì)算出壓痕的投影面積，依據(jù)計(jì)算公式得出努氏硬度值。自動(dòng)化程度更高的數(shù)字計(jì)算系統(tǒng)或圖像分析軟件得普遍使用，使得獲取努氏硬度值更為簡(jiǎn)單方便。
關(guān)于便攜式硬度測(cè)試
便攜式硬度計(jì)的特點(diǎn)是攜帶方便，在臺(tái)式硬度計(jì)無法測(cè)試的情況下，是大型部件測(cè)試的理想選擇，如大型管件，板材，型材，發(fā)動(dòng)機(jī)組，鍛造和鑄造件等。便攜式硬度計(jì)的種類有洛氏、維氏、布氏、里氏等。
主要有：
里氏硬度計(jì)采用的是一種動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法，采用彈性沖擊原理，可提供大多數(shù)常用的硬度標(biāo)尺的轉(zhuǎn)換值。
超聲波硬度計(jì)基于超聲接觸阻抗測(cè)量原理，也稱UCI (Ultrasonic contact Impedance)方法，在均勻的接觸壓力下，傳感器桿的諧振頻率隨試件的硬度而改變。探頭中的傳感器桿，一端和一個(gè)大質(zhì)量剛體固定在一起，另一端鑲有金剛石。當(dāng)壓頭被壓到工件上，在固定負(fù)荷作用下，對(duì)彈性模量相同的工件來說，硬度愈低，那么壓頭與工件表面的接觸面積愈大，從而阻尼傳感器桿的壓頭端的壓痕大小也愈大，于是此端振動(dòng)幅度也愈小，諧振頻率就愈高，所以通過諧振頻率的變化，可確定工件硬度。
