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金属材料硬度试验 目录 一、硬度试验介绍 二、金属材料布氏硬度试验 三、金属材料洛氏硬度试验 四、金属材料维氏硬度实验 一、硬度(hardness)试验介绍 1、定义： 硬度是材料抵抗表面形变的能力，抵抗外物压入其表面的能力，其实质是材料表面在接触应力作用下对局部塑性变形的抗力。 2、测定方法： （1）压痕(压力)硬度法—主要表征材料对变形的抗力； 如：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度 （2）回跳硬度法—表征材料弹性变形功的大小； 如：萧氏硬度、里氏硬度 （3）刻痕（刻划）硬度法（非金属矿物，10-金刚石）—表征材料对破裂的抗力。 如：莫氏、麻田划痕及锉磨试验 （4）磨耗硬度法—表征材料对磨损的抵抗力。 如：磨耗试验 （5）切削硬度法—表征材料对切削或钻削的抵抗力。 如：切削硬度 3、常用的金属硬度试验方法有： （1）布氏硬度 常用于金属原材料和毛坯的硬度检验，也可以应用于热处理后半成品的硬度检查。 （2）洛氏硬度 主要用于热处理后的各类金属产品的硬度检验。 （3）维氏硬度 大多数用于薄工件或零件表面的硬度测定，以及较精确的硬度测量，其硬度测量范围较宽。 （4）显微硬度 用于测定金属内部显微组织或相的硬度，也可以对非金属材料进行硬度测定。 4、各种硬度试验的分类 试验工具或作用物质 荷重作用 线之方向 荷重一定，压痕或 磨损量可变动 压痕或磨损量一定 荷重可变量 静力 动力 静力 动力 二个试体，一者压于他者 直交于试体表面 Beaumur (1922) 用较试体更硬之材料作为工具 直交于试体表面 Brinell (1900) Rockwell (1920) Vickers (1925) Knoop (Tukon) (1939) Shore scleroscope (1906) Ballentine Cloudburst Schmidt 各种磨损试验（如吹沙） Monotron 木材硬度试验 平行于试验体表面 Marten Scleroscope(1989) Bierbaum Scleroscope Herbert摆(1923) 切削性试验（切削、钻孔等）各种磨损试验（如Dorry等） Allcut及Turner Scleroscope（1887）各种定性用划痕硬度试验－Mohs（1822） 二、布氏硬度（Brinell Hardness） 单位压痕表面积S上所承受的平均压力 HBW=常数×（F/S）=常数× F/ ?. h. D = 主要优点： 数值统一，分散性小而重复性好。 能较好地反映出较大范围内材料各组成相的综合平均性能。 对有较大晶粒或组成相的材料仍能适用。 试样过薄以及要求大量快速检测、弹性变形较大时受到限制。 1、符号：HBW（硬质合金压头） HBS（钢球压头）—GB/T 231.1-2002中已经取消使用了 2、试验条件的选择及应用范围 对于不同的试验材料，使用不同的试验力时，必须使压痕直径在0.24D～0.6D之间（通常0.375D是最理想的），否则试验无效，应另选试验力和压头再进行试验 。 3、试验力保持时间：从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2s～8s之内，试验力保持时间一般在10s～15s。 4、结果表示： 100HBW10/1000/30。即表示用10mm硬质合金压头在1000kgf 载荷作用下，保持30秒，测得布氏硬度为100。 三、洛氏硬度（Rockwell Hardness ） 优点：检测上限高于布氏硬度； 压痕小，不损伤零件的表面。 操作迅速，直接读数，效率很高。 适用于大量生产中的工序控制和成品检测。 缺点：压痕小可使所测数据缺乏代表性。 不同标尺的洛氏硬度值是不可比的。 t = h1-h2 1、符号：HRA、HRB、HRC…… 其中A、B、C表示标尺 2、各标尺应用范围 3、试验力保持时间： 初试验力F0保持时间不应超过3s；从初试验力F0施加至总试验力F的时 间应不小于1s且不大于8s；总试验力F保持时间为4s±2s。 4、结果表示： 50HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为50； 80HRB表示用B标尺测定的洛氏硬度值为80. 5、表面洛氏硬度： 为了测定极薄工件及氮化层、氧化层、金属镀层等的硬度，可进行表面 洛氏硬度试验。 有N标尺和T标尺，载荷有15kgf、30kgf、45kgf N标尺适用于类似洛氏标尺C、A和D检测的材料，但它只适用于薄小试样和浅硬化深度的试样。