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洛氏、维氏、布氏硬度如何测试?你还知道哪几种硬度测试方法

拓普思实验室系统 2018-12-11

硬度试验简介

自1722年欧洲工业革命时期雷奥姆尔提出金属硬度,并首先应用了矿物对金属进行刻划的初始硬度试验以来的几百年间,人类提出了几百种测量金属硬度的方法。

通过长时间的实际应用,有些测量方法因为测量条件苛刻、程序繁琐或精度不高等原因被历史所慢慢淘汰。

现在普遍应用的测量方法大多是使用方便且测试结果准确的测量方法。

硬度试验方法分类:

1

按试验力的施加速度可分为

1、静力试验法

此试验方法在施加试验力时是缓慢且无冲击的。

硬度测量的结果主要依据被测试件表面的压痕深度来决定。在一定的试验力及试验条件下,压痕越大其硬度值越小。如常用的布氏、洛氏、维氏等硬度试验法都是静力试验法。

2、动力试验法

其施加试验力的特点是动态的具有冲击性的,包括肖氏、里氏、锤击和弹簧加力试验方法等。

2

按试验力的大小分类

1、宏观硬度试验法

试验力≥5kgf;

2、小负荷硬度试验法

试验力在0.2~0.5kgf之间;

3、显微硬度试验法

试验力在0.001~0.2kgf之间;

4、超显微硬度试验法

试验力∠0.001kgf;

5、纳米级硬度试验法

试验力∠50nN。

3

按试验的温度分类

1、常温硬度试验法

可在常温下进行;

2、低温硬度试验法

在零下以下某一特定温度下进行;

3、高温硬度试验法

在室温以上某一特定温度下进行的高温硬度试验法。

4

按实验原理分类

可分为布氏、洛氏、肖氏、维氏、里氏、努普、巴氏和划痕、锉刀以及其他物理检测方法,如超声波、磁矫顽力等等。

11种常见硬度试验方法

1

洛氏硬度(HR)

用一个金刚石圆锥(HRC)或经硬化的(钨)钢球压头(HRB等),以10kgf的预载荷和60, 100, 或 150kgf的主试验力压入被测材料表面。

2

表面洛氏硬度(HR)

依据设定的标尺,用一个金刚石圆锥或经硬化的(钨)钢球压头压入被测材料表面。表面洛氏测量应用的力值较小,产生的压痕较浅,多用于相对易碎和很薄的材料中。

预载荷为3kgf,主试验力为15, 30, 或45kgf。

3

维氏硬度(HV)

以1-120kgf的试验力,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压头压入被测材料表面。

压痕则应用显微镜或USB摄像头来进行视频观测及测量。

4

显微维氏硬度(HV)

通常以不超过1kgf的试验力,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压头压入被测材料表面。

压痕则应用精密显微镜或高分辨率的USB摄像头来进行视频观测及测量。

600x的放大倍数是常见的,1000x的放大倍数正愈加被广泛的应用。

5

努氏硬度(HK)

通常以不超过1kgf的试验力,将细长的金刚石椎体压入被测材料表面。

压痕则应用精密显微镜或高分辨率的USB摄像头来进行视频观测及测量。

600x的放大倍数是常见的。

6

布氏硬度(HB)

以1 – 3000kgf的试验力,将直径分别为1, 2.5, 5或10mm的硬质合金球或碳化钢球压入被测材料表面。

相对大的压痕则应用显微镜或USB摄像头来进行视频观测及测量。

7

里氏硬度(HL)(回弹方式)

便携式硬度测试。它是用一定质量的装有碳化钨球头的冲击体,在一定弹簧弹力的作用下冲击试件表面,这种冲击力使被测材料表面产生了塑性变形,形成了一个压痕,随之冲击体失去了原有的速度(或能量)。

因此,被测材料越柔软,冲击体在回弹过程中失去的速度就越多。里氏硬度可以应用于多种零件,需要遵守的测试要求也很少。

8

超声波硬度测试(UCI)

便携式硬度测试。一个维氏形状的金刚石压头固定在一个震荡棒上,以一定的力值加于被测材料表面,然后根据超音波振动,分析它的阻尼效应,从而测量材料的硬度值。

超声波硬度测试多用于较小,较薄而无法用回弹硬度试验仪所测试的零件。

9

邵氏硬度(SHORE)

便携式(橡胶/塑料制品)硬度测试。邵氏硬度是用具有一定形状的钢制压针,在试验力作用下垂直压入试样表面﹐当压足表面与试样表面完全贴合时﹐压针面相对压足平面有一定的伸出长度(即压针扎进被测物的深度),以该长度值的大小来表示邵氏硬度的大小。

压针与线性测量设备相连,测量的压痕深度值随之通过机械或电子系统转换为邵氏硬度值。压痕越深,材料越软。

10

IRHD(国际橡胶硬度)

根据球压头压入被测材料的深度,来测量弹性材料或橡胶抵抗压头压入的性能。在1、2.5或5mm球压头上施加一个初始接触力,将压入深度设置为零。然后增加力值到指定的总负荷,这时测量材料压入的深度值。IRHD值与压头压入的深度有关系。该测量方法通常被应用于测试较小的部件和O型环。

11

韦氏硬度

便携式硬度测试。

把被测材料放置在工作台和穿透器之间。然后再向把手处施力直到感觉到已经触到了底,这时千分表便有了读数。韦氏硬度有不同种类的压头,针对不同材料有不同的力值设定。