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訊科硬度測試服務
Our Service
金屬材料物理性能測試-硬度測試
所謂硬度，就是材料抵抗更硬物壓入其表面的能力。根據試驗方法和適應范圍的不同，硬度單位可分為布氏硬度、維氏硬度、洛氏硬度、顯微維氏硬度等許多種，不同的單位有不同的測試方法，適用于不同特性的材料或場合。
硬度測試是檢測材料性能的重要指標之一，也是最快速最經濟的試驗方法之一。之所以能成為力學性能試驗的常用方法，是因為硬度測試能反映出材料在化學成分、組織結構和處理工藝上的差異。
硬度的測試方法及分類
硬度試驗是應用最廣泛的力學性能試驗，根據受力方式，可分為壓人法和劃痕法。在壓入法中，按照加力速度不同又可分為靜態力試驗法和動態力試驗法。通常所采用的布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等均屬于靜態力試驗法，肖氏硬度、里氏硬度和錘擊布氏硬度等屬于動態力試驗法。
其中肖氏硬度也稱為回跳法，所以又可以分為：壓入法、彈性回跳法和劃痕法。
同一類方式的硬度可以換算；不同類方式則只能采用同一種材料進行標定。
洛氏硬度
測試原理：將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球）分兩個步驟壓入試樣表面，經規定保持時間后，卸除主試驗力，測量在初試驗力下的殘余壓痕深度h，根據h值及常數N和S計算洛氏硬度。
最常用的三種標尺為A、B、C，即HRA、HRB、HRC，要根據實驗材料硬度的不同，選用不同硬度范圍的標尺來表示：
HRA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度較高的材料。例如：鋼材薄板、硬質合金。
HRB是采用100Kg載荷和直徑1.5875mm淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如：軟鋼、有色金屬、退火鋼等。
HRC是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度較高的材料。例如：淬火鋼、鑄鐵等。
維氏硬度
測試原理：將頂部兩相對面具有規定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣表面，保持規定時后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長。維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商，壓痕被視為具有正方形基面并與壓頭角度相同的理想形狀。
維氏硬度計測量范圍寬廣，可以測量工業上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個維氏硬度單位）都可測量。
維氏硬度測試樣品的要求大致如下：
試樣外表要求
維氏硬度試樣表面應光滑平整，不能有氧化皮及雜物，不能有油污。
試樣制備的要求
維氏硬度試樣制備過程中，應盡量減少過熱或者冷作硬化等因素對表面硬度的影響。
此外，對于小截面或者外形不規則的試樣，如球形、錐形，需要對試樣進行鑲嵌或者使用專用平臺。
布氏硬度
測試原理：對一定直徑的硬質合金球施加試驗力壓入試樣表面，經規定保持時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗力除以壓痕表面積的商成正比。壓痕被看作是具有一定半徑的球形，其半徑是壓頭球直徑的二分之一。
壓頭：淬火鋼球或硬質合金鋼球。
載荷、壓頭直徑、保持時間是布氏硬度試驗三要素。
布氏硬度值單位為公斤力/mm2（N/mm2）；布氏硬度上限值為HB650，不能高于此值。
布氏硬度（HB）一般用于材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。
布氏硬度范圍為8~650HBW。
布氏硬度的符號用HBS或HBW表示。
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以下的材料。
顯微硬度
顯微硬度是指一般指加載小于0.2kgf的硬度試驗，分為顯微維氏硬度和顯微努氏硬度。
顯微硬度測定極小范圍內的硬度，幾乎不損壞試樣，例如某個晶粒、組成相或夾雜物的硬度，顯微硬度可測陶瓷、玻璃、瑪瑙等脆性材料的硬度，且靈敏度高，適合評定細線材的加工硬化程度。
顯微硬度應用
?。?）金屬材料和金相的研究：廣泛用于測定金屬及合金中各組成相的硬度，剖析其對合金性能的供獻，為合金的正確設計提供依據。
?。?）金屬表面層性能的研究：擴散層性能的研究，例如滲碳層，氮化層，金屬擴散層等；（表面加工硬化層性能的研究。如金屬表層受機械加工，熱加工的影響。
?。?）晶粒內部不均勻性的研究；
?。?）極細薄金屬制成品硬度的測量。
肖氏硬度
原理：將規定形狀的金剛石沖頭從固定的高度h0落在試樣表面上，沖頭彈起一定高度h，用h與h0的比值計算肖氏硬度值（材料的硬度與回調高度成正比）。與前面三種靜態壓入法硬度不同，肖氏硬度是一種動態力試驗法。
試樣要求：試樣的質量應至少在0.1kg以上，厚度一般應在10mm以上；試樣的試驗面積應盡可能大；表面應無氧化皮及外來污物，不應帶有磁性。
表示方法：HS前數字表示硬度數值，HS后表示硬度標尺類型。45HSC-表示C型硬度計測定的硬度值為45；45HSD—表示D型硬度計測定的硬度值為45。
檢測標準：
GB/T 231-1984金屬布氏硬度試驗方法
ASTME18-2015金屬材料洛氏硬度試驗方法標
GB T4340.1-2009金屬維氏硬度試驗第1部分：試驗方法
ISO 6507-1：2005金屬維氏硬度試驗第一部分：試驗方法
ASTME384-16材料顯微硬度的標準試驗方法
ASTME10-2015金屬材料布氏硬度試驗方法
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