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从硬度测量新技术看我国硬度测量工作的发展趋向

硬度测量技术最早可追溯至1722年，当时法国物理学家列奥米

尔率先提出了极其粗糙的划痕硬度测量法。经过几百年的发展，人们

逐步发明了如静压试验法、划痕法、回跳法、切割法、犁槽法、磨损

法等多种传统硬度测量方法。在诸多传统硬度测量方法中，以静压试

验法发展的最为成熟，较为常见的如布氏、洛氏、维氏、努氏等测量

方法均属此种类型。随着现代制造技术的日益发达，大量现代硬度测

量新技术被发明并得以推广应用。

1现代硬度测量新技术简述

整体来看，现代硬度测量新技术具有很多种，其中最具权威和代

表性的主要有以下四种：

1.1硬度测量法

在早期的显微硬度测量中，采用的压痕的负荷较为微小，得到压

痕对角线的长度与压痕负荷比率不为常数，但由于采用不同的微小压

痕负荷却常常得到不同的试验结果，使得早期的显微硬度测量缺乏可

比性和可信度。但不少专家学者认为，此种硬度测量方法由于简便易

操作，在实际中仍有较高应用价值，只是碍于条件所限，故不能精确

测量。之后，随着科技的进步，纳米技术出现，一些学者从压痕尺寸

效应机理和现象出发，采用纳米技术对显微硬度测量技术做了进一步

的改进试验，使显微硬度测量得以精确。

1.2巴氏噪声硬度测量法

由于巴克豪森噪声和磁声发射技术的快速发展和成熟，巴氏噪声

硬度测量法得到广泛研究和应用。巴氏噪声硬度测量法是基于巴克豪

森噪声效应与磁声发射技术相结合产生的，试验中多采用铁磁材料，

其判别式为H=av+b。在试验中，巴克豪森噪声和矫顽力会随着铁磁

材料硬度的提高而降低。巴氏噪声硬度测量法的优点在于利用噪音效

应使试验中的测量材料做到无损，从而避免了如显微硬度测量法中所

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造成的压痕等弊点。

1.3电磁硬度测量法

电磁硬度测量法一般采用铁磁材料，由于铁磁材料的硬度以及金

相组织对电导率、矫顽力以及磁导率都有较为显著的影响，因此，可

根据电涡流检测的原理，只要能准确测量出磁导率、电导率的一系列

变化，就可以很好的把握到测量材料的硬度变化情况，从而得出测量

材料的硬度值。

1.4超声硬度测量法

超声硬度测量法是基于测量材料的硬度与其柔度系数之间的对

应关系，利用测量材料与硬度计振杆谐振频率的关系变化进行测量，

试验证明，这种关系变化呈单调函数规律。超声硬度测量法的优势不

仅涵盖了巴氏噪声硬度测量法的优点，即避免了如显微硬度测量法中

所造成的压痕弊点，同时不用测量任何几何压痕尺寸，而且是鉴别损

坏材料的新方法。该方法易于应用于生产线和实现自动化测量。是目

前国际上较为先进和推广价值较高的硬度测量方法。

2我国目前硬度测量工作的现状

我国的硬度计量是建立在国家硬度计量基准之上的。新中国成立

之后，先后建立了布氏硬度、洛氏硬度、表面洛氏硬度、维氏硬度、

显微维氏硬度、肖氏硬度、里氏硬度等硬度基准。利用该基准比对或

检定工作基准或标准硬度计，再检定标准硬度块，将标准硬度块再用

于检定工作硬度计。这样，标准硬度块就将硬度基准量值传递到工作

硬度计，然后工作硬度计就可以投入于硬度试验中测量试样材料的硬

度值。由于工作硬度计都是建立在统一的基准之上，既使不同的硬度

计试验结果存在不同，但差异总是很小的，结果可以比较，具有可信

性。

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