硬度試驗的各種方法

硬度  是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬度試驗的方法較多，原理也不相同，測得的硬度值和含義也不*一樣。普通的是靜負荷壓入法硬度試驗，即布氏硬度(HB) 、洛氏硬度(HRA） ，HRB，HRC)、維氏硬度(HV) ，橡膠塑料邵氏硬度(HA,HD)等硬度其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。里氏硬度（HL） 、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗，其值代表金屬彈性變形功的大小。因此，硬度不是一個單純的物理量，而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。

        鋼材的硬度 ：金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同，
●常規表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。
●HB應用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區別在于硬度計之測頭不同，布氏硬度計之測頭為鋼球，而洛氏硬度計之測頭為金剛石。 
●HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV)以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。
●里氏硬度計，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回彈速度）/ VA（沖擊速度）。
●目前常用的便攜式里氏硬度計用里氏（HL）測量后可以轉化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）測量硬度值，是傳統臺式硬度機的有益補充！缺點也很明顯：誤差偏大，一般臺式機的誤差可以控制在1%-2%，而里氏硬度計的誤差一般不低于4%！

1、HB - 布氏硬度:
       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。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。
       布式硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測金屬表面，保持規定時間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2(N/mm2）

2、HR-洛式硬度
       洛式硬度（HR-）是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：                                    
HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度*的材料(如硬質合金等)。
HRB：是采用100kg載荷和直徑1.59mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
另外：
(1)HRC含意是洛式硬度C標尺，
(2)HRC和HB在生產中的應用都很廣泛
(3)HRC適用范圍HRC 20--67，相當于HB225--650
若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。

(4)洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗載荷為一確定值，中國標準是150公斤力。

布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質合金球（HBW），試驗載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。

(5)洛式硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數點求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測一類。

布式硬度壓痕較大，測量值準，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測一類。

(6)洛式硬度的硬度值是一無名數，沒有單位。（因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。）

布式硬度的硬度值有單位，且和抗拉強度有一定的近似關系。

(7)洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產中。

布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑，然后查表或計算，操作較繁瑣。

(8)在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC≈1/10HB。