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硬度测试方法
关于布氏硬度测试
布氏硬度测试方法是1900年由瑞典工程师J.B.Brinell提出的，这样方法由于压痕较大，因而硬度值受试样组织的偏析及成份不均匀的影响较小(xiǎo)，具有(yǒu)较高的测量精度，检测结果的分(fēn)散度小(xiǎo)，比较客观地反映出材料的性能(néng)，是目前*常用(yòng)的测试方法之一。布氏硬度测试是用(yòng)一定直径的合金球压头(1mm、2.5mm、5mm、10mm)，在规定的试验力(通常為(wèi)187.5~3000kgf)作用(yòng)下压入试样表面，经规定的保持时间后卸除试验力， 使用(yòng)低倍率目镜或*新(xīn)的自动化图像处理(lǐ)软件来测量压痕直径。布氏硬度与试验力除以压痕表面积的商(shāng)成正比。小(xiǎo)载荷及小(xiǎo)直径球压头通常只在一些特殊的应用(yòng)中使用(yòng)。和努氏和维氏硬度测试一样，布氏硬度加载只采用(yòng)单一试验力。布氏硬度值表示方法為(wèi)：符号HBW前面的数值為(wèi)硬度值，符号后面為(wèi)试验条件，即球直径，mm、试验力数字及试验力保持时间，采用(yòng)规定的保持时间(10~15s)则不用(yòng)标注。如：350HBW5/750，表示用(yòng)5mm硬质合金球，在750kgf试验力下保持10~15s，测得的硬度值為(wèi)350；10~15s為(wèi)标准时间，不用(yòng)标注。布氏硬度试验在工业生产中，尤其是在冶金及机械制造业中得到广泛应用(yòng)，由于采用(yòng)较大的球压头和较大的试验力，得到较大直径的压痕，因而能(néng)测量出试样较大范围内的性能(néng)，而不受材料个别组织的影响。适应于具有(yǒu)大晶粒金属材料的硬度测试，例如铸铁、有(yǒu)色金属及其合金、各种退火、调质处理(lǐ)后的钢材，也可(kě)以对原材料及半成品进行检验。由于布氏硬度试验能(néng)反映出试样较大范围内的综合性能(néng)，因此布氏硬度与材料的其他(tā)机械性能(néng)较為(wèi)密切，尤其与抗拉强度极限存在近似的换算关系，所以通过测量布氏硬度可(kě)以间接得到材料的抗拉强度，这在生产实际中具有(yǒu)很(hěn)大的意义，通过测量硬度的方法得到近似的强度值，既可(kě)以提高工作效率，又(yòu)可(kě)以节省大量原材料。

关于洛氏硬度测试
Stanley P. Rockwell 于1919年发明了洛氏硬度测试方法。作為(wèi)一名冶金师，他(tā)曾供职于一家大型滚珠轴承公司；他(tā)试图找到一种快速地、非破坏性地方法来检验正在加工产品的热处理(lǐ)效果。在当时，常用(yòng)的硬度测试方法有(yǒu)维氏、布氏和肖氏。维氏测试非常耗费时间，布氏测试产生的压痕过大 ，而肖氏测试方法使用(yòng)不便，尤其是在一些小(xiǎo)型零部件上。為(wèi)满足实际的需要他(tā)发明了洛氏硬度测试方法。实践证明这种简单实用(yòng)的测试方法具有(yǒu)其他(tā)测试方法无可(kě)比拟的优势。它使使用(yòng)者在几秒(miǎo)钟内就可(kě)在不同尺寸的试样上得到精准的测试结果。洛氏硬度测试方法遵循下列标准： ASTM E18 Metals ISO 6508 Metals ASTM D785 Plastics 洛氏硬度测试类型主要有(yǒu)两种类型的洛氏测试方法： 1. 普通洛氏： 初试验力10 kgf，总试验力 60, 100, 150 kgf。 2. 表面洛氏： 初试验力3 kgf， 总试验力 15, 30, 45 kgf。在上述测试方法中，压头均可(kě)选用(yòng)金刚石或合金钢球，这取决于所测材料的不同特性。洛氏标尺 硬度值是由硬度数和硬度标尺符号组成，前者是硬度数，后者是硬度标尺符号。洛氏硬度测试原理(lǐ)是在初试验力及总试验力的先后作用(yòng)下，将规定的压头压入试样表面，保持一定的时间后卸除主试验力，在保留初试验力下测量压痕残余深度，以残余深度表示洛氏硬度的高低，深度大，硬度值低；深度小(xiǎo)，则硬度值高。对于大多(duō)数试样，整个测试过程仅需几秒(miǎo)钟，塑料硬度测试為(wèi)15秒(miǎo)左右。使用(yòng)洛氏测试方法可(kě)以快速直接地获取硬度值无需进行压痕直径测量等。洛氏测试中*常用(yòng)的压头為(wèi)圆锥角120°的金刚石压头，用(yòng)于测试淬火钢和硬质合金等材料。材质较软的试样通常使用(yòng)直径从1/16英寸到1/2英寸的合金钢球压头进行测试。 各种压头以及试验力组合成不同的洛氏标尺。总共有(yǒu)30种不同的标尺，由硬度数和硬度标尺符号表示硬度值，如63HRC表示金刚石压头在C标尺上测得的洛氏硬度值為(wèi)63。 数字越大表明材料越硬，一些特殊的淬火钢或合金材料的硬度值可(kě)能(néng)超过70HRC。洛氏硬度测试试验力采用(yòng)闭环式传感器加载或传统的砝码加载系统。

关于维氏硬度测试
维氏硬度测试法是1925年英國(guó)人R.L.Smith和G.E.Sandland提出的。在规定的试验力作用(yòng)下，经顶部两相对角為(wèi)136°的金刚石正四棱锥體(tǐ)压头压入试样表面，保持规定的时间后，卸除试验力，使用(yòng)高倍率物(wù)镜或*新(xīn)的自动化图像处理(lǐ)软件来测量压痕对角線(xiàn)長(cháng)度。和洛氏硬度测试不同的是，维氏测试只加载单一试验力，它压出的压痕深度一般是对角線(xiàn)長(cháng)度的1/7。维氏硬度测试主要有(yǒu)两种试验力范围，显微维氏(10~1000 g) 和宏观维氏(1~100 kg)，该试验力范围可(kě)满足所有(yǒu)维氏硬度测试需求。维氏硬度表示方法為(wèi)：维氏硬度符号HV前面的数值為(wèi)硬度值，后面為(wèi)试验力，如600HV1。维氏硬度测试时，试验力保持时间為(wèi)10~15s。通常情况下，使用(yòng)维氏硬度方法测试的材料的硬度值都在 100HV~1000HV范围内。维氏硬度适应性好，不仅适用(yòng)于高硬度材料，如硬金属及硬质合金等；还适应于软金属，及一些板材、带材及硬化层等。显微硬度试验由于试验力小(xiǎo)、产生的压痕很(hěn)小(xiǎo)，适应于测试材料的单晶體(tǐ)及金相组织，主要用(yòng)于研究材料特性，进行理(lǐ)化分(fēn)析，此外显微硬度测试适应于测量薄材料及细小(xiǎo)零件的硬度，如钟表、仪器、仪表中的零件、及表面镀层、渗碳层、氮化层的硬度、厚度等等。是检验产品质量、制定合理(lǐ)的加工工艺的重要手段，特别是将成為(wèi)金属學(xué)、金相學(xué)，即材料科(kē)學(xué)方面*常用(yòng)的试验方法之一。

关于努氏硬度测试
努氏硬度测试是将规定的压头压入试样表面并在表面形成特定几何形状的压痕。和洛氏硬度测试不同的是，努氏测试只加载单一试验力，使用(yòng)高倍率物(wù)镜或*新(xīn)的自动化图像处理(lǐ)软件来测量压痕对角線(xiàn)長(cháng)度。 努氏金刚石压头是具有(yǒu)菱形基面的棱锥體(tǐ)，试验后获得一个细長(cháng)的压痕，長(cháng)对角線(xiàn)為(wèi)短对角線(xiàn)長(cháng)度的7.11倍。努氏硬度测试通常的试验力范围為(wèi) 10~1000g， 努氏硬度测试的压痕具有(yǒu)比维氏硬度压痕更浅、更長(cháng)的特点，不容易损坏试样表面，主要用(yòng)于测量较硬、较脆的试样的硬度，如珐琅、玻璃、玛瑙、陶瓷及人造宝石等。根据测得的压痕長(cháng)对角線(xiàn)長(cháng)度计算出压痕的投影面积，依据计算公式得出努氏硬度值。自动化程度更高的数字计算系统或图像分(fēn)析软件得普遍使用(yòng)，使得获取努氏硬度值更為(wèi)简单方便。

关于便携式硬度测试
便携式硬度计的特点是携带方便，在台式硬度计无法测试的情况下，是大型部件测试的理(lǐ)想选择，如大型管件，板材，型材，发动机组，锻造和铸造件等。便携式硬度计的种类有(yǒu)洛氏、维氏、布氏、里氏等。
主要有(yǒu)：
里氏硬度计采用(yòng)的是一种动态试验法，采用(yòng)弹性冲击原理(lǐ)，可(kě)提供大多(duō)数常用(yòng)的硬度标尺的转换值。
超声波硬度计基于超声接触阻抗测量原理(lǐ)，也称UCI (Ultrasonic contact Impedance)方法，在均匀的接触压力下，传感器杆的谐振频率随试件的硬度而改变。探头中的传感器杆，一端和一个大质量刚體(tǐ)固定在一起，另一端镶有(yǒu)金刚石。当压头被压到工件上，在固定负荷作用(yòng)下，对弹性模量相同的工件来说，硬度愈低，那么压头与工件表面的接触面积愈大，从而阻尼传感器杆的压头端的压痕大小(xiǎo)也愈大，于是此端振动幅度也愈小(xiǎo)，谐振频率就愈高，所以通过谐振频率的变化，可(kě)确定工件硬度。
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