各品类硬度计的优缺点

发布日期：2024-03-05      浏览次数：626

一、布氏硬度

1、试验原理

用直径为D的淬火钢球或硬质合金球，以相应的试验力F压入试样表面，保持规定的时间后卸除试验力，在试样表面留下球形压痕，如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时，布氏硬度用符号“HBS"表示;用硬质合金球作压头，布氏硬度用符号“HBW"表示。

2、选择试验规范

在进行布氏硬度试验时，钢球直径D、施加的试验力F和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度，按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。

3、试验的优缺点

布氏硬度试验的优点是：试验时使用的压头直径较大，在试样表面上留下压痕也较大，测得的硬度值也较准确。

布氏硬度试验的缺点是：对金属表面的损伤较大，不易测试太薄工件的硬度，也不适于测定成品件的硬度。

布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料(如铸铁)硬度

二、洛氏硬度计

1、试验原理

洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。

三、维氏硬度计

布氏硬度试验不适用于测定硬度较高的材料。

洛氏硬度试验虽然可用于测定较材料和硬材料，但其硬度值不能进行比较。

维氏硬度试验可以测量从软到硬的各种材料以及金属零件的表面硬度，并有连续一致的硬度标尺。

1、试验原理

维氏硬度试验原理与布氏硬度相似，也是根据压痕单位表面积上的试验力大小来计算硬度值。区别在于压头采用锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，将其以选定的试验力压入试样表面，按规定保持一定时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度，如书上P9图1-5所示。维氏硬度值用四棱锥压痕单位面积上所承受的平均压力表示，符号HV。   

2、常用试验力及其适用范围

维氏硬度试验所用试验力视其试件大小、薄厚及其它条件，可在49.03-980.7N的范围内选择试验力。常用的试验胃有49.03、98.07、196.1、294.2、490.3、980.7N。HV符号前面的数字为硬度值，后面依次用相应数字注明试验力和试验力保持时间(10-15s不标注)。如640/HV30/20,表示30kgf (294.2N) 试验力，保持时间为20s测得维氏硬度值为640。

维氏硬度法适用范围宽，尤其适用于测定金属镀层、薄片金属及化学热处理后的表面硬度，其结果精确可靠。当试验力小于0.2 kgf (1.961N)时，可用于测量金相组织中不同相的硬度。

3、试验优缺点

优点：①与布氏、洛氏硬度试验比较，维氏硬度试验不存在试验力与压头直径有一定比例关系的约束; ②不存在压头变形问题; ③压痕轮廓清晰，采用对角线长度计量，精确可靠，硬度值误差较小。

缺点：其硬度值需要先测量对角线长度，然后经计算或查表确定，故效率不如洛氏硬度试验高。