硬度定義

硬度，材料抵抗更硬物壓入其表面的能力。根據(jù)試驗方法和適應(yīng)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。生產(chǎn)中常用壓入法（有布氏硬度法、洛氏硬度法、維氏硬度法等）。

硬度測試特點

硬度測試是檢測材料性能的重要指標(biāo)之一。是力學(xué)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(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和處理工藝上的差異。例如在鋼鐵材料中，當(dāng)馬氏體形成時，由于溶入過飽和的碳原子而增大了晶格畸變，增加了錯位密度，從而顯著降低了塑性變形能力，這就是馬氏體高硬度的原因。顯然含碳量越高這種畸變程度就越大，則硬度也越高，不同含碳量的鋼在淬火后，硬度值與馬氏體量及其含碳量間在很大范圍內(nèi)有很好的對應(yīng)關(guān)系，淬火鋼回火后的硬度取決于回火溫度及保溫時間?；鼗饻囟仍礁?，保溫時間越長，硬度越低。因此可以利用硬度試驗來研究鋼的相變和作為檢測鋼鐵熱處理效應(yīng)的手段。

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硬度測試范圍

金屬制品領(lǐng)域包含：鋼材、鋁型材、鑄件、零部件、汽車配件、緊固件、壓力容器、無縫鋼管、模具、焊接件、五金件、漆包線、鋁結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。

塑料制品測試領(lǐng)域包含： 樹脂原料、塑料薄膜、塑料管材、塑料建材、塑料容器、塑料外殼、塑料玩具、電線電纜護套絕緣、塑料異型材等。

橡膠制品測試領(lǐng)域包含： 生膠、輪胎、護舷、密封圈、軟管、電線電纜護套絕緣、橡膠玩具、傳送帶、快消品等。

精細化學(xué)品測試領(lǐng)域包含：涂料、膠粘劑、金屬加工助劑、各類清洗劑等

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常用硬度檢測方法

一、布氏硬度：HB（Brinell-hardness )（HBS、HBW ）

1、原理

采用直徑為D的球形壓頭，以相應(yīng)的試驗力F壓入材料的表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，用讀數(shù)顯微鏡測量殘余壓痕平均直徑d，用球冠形壓痕單位表面積上所受的壓力表示硬度值。實際測量可通過測出d值后查表獲得硬度值。

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2、布氏硬度表示方法

符號HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值，符號后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時間。

如:120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf（9.807kN）載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120。

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3、布氏硬度測試范圍

用于原材料與半成品硬度測量，可用于測量鑄鐵；非鐵金屬（有色金屬）、硬度較低的鋼（如退火、正火、調(diào)質(zhì)處理的鋼） 。

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二、洛氏硬度：HR（Rockwll hardnes）

1、原理：用金剛石圓錐或淬火鋼球壓頭，在試驗壓力F 的作用下，將壓頭壓入材料表面，保持規(guī)定時間后，去除主試驗力，保持初始試驗力，用殘余壓痕深度增量計算硬度值，實際測量時，可通過試驗機的表盤直接讀出洛氏硬度的數(shù)值。

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三、維氏硬度：HV（Vickers hardness）

1、原理：與布氏硬度相似。采用相對面夾角為136o金剛石正四棱錐壓頭，以規(guī)定的試驗力F壓入材料的表面，保持規(guī)定時間后卸除試驗力，用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值。

HV=常數(shù)×試驗力/壓痕表面積~0.1891F/d2

式中：

HV——維氏硬度符號；

F——試驗力，N；

d——壓痕兩對角線d1、d2的算術(shù)平均值，mm；

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2、維氏硬度的表示方法：

維氏硬度表示為HV，維氏硬度符號HV前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗力值。標(biāo)準的試驗保持時間為10～15s。如果選用的時間超出這一范圍，在力值后面還要注上保持時間為10～15s。如果選用的時間超出這一范圍，在力值后面還要注上保持時間。

例如：

600HV30—表示采用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間10～15s時得到的硬度值為600。

600HV30/20—表示采用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間20s時得到的硬度值為600。

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3、維氏硬度測試范圍

維氏硬度試驗主要用于材料研究和科學(xué)試驗方面小負荷維氏硬度試驗主要用于測試小型精密零件的硬度，表面硬化層硬度和有效硬化層深度，鍍層的表面硬度，薄片材料和細線材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于試驗力很小，壓痕也很小，試樣外觀和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗主要用于金屬學(xué)和金相學(xué)研究。用于測定金屬組織中各組成相的硬度，用于研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗還用于極小或極薄零件的測試，零件厚度可薄至３μm。

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