常用的硬度測試方法

1、常用的硬度測試方法：邵氏硬度、洛氏 硬度洛氏硬度，邵氏常用的硬度測試方法：邵氏硬度、洛氏硬度硬度是指材料抵抗其他較硬物體壓入其表面的能力。硬度值的大小是表示材料軟硬程度的有條件性的定量反映， 它本身不是一個單純的確定的物理量，而是由材料的彈性、塑性、 韌性 等一系列力學(xué)性能組成的綜合性指標(biāo)。硬度值的大小不僅取決于該材料的本身，也取決于測量條件和測量方法。硬度試驗的主要目的是測量該材料的適用性，并通過對硬度的測量間接了解該材料的其他力學(xué)性能，例如磨耗性能、拉伸性能、固化程度等。因此，硬度檢測在生 產(chǎn)過程中對監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量和完善工藝條件等方面有非常重要的作用。硬度試驗因其具有測量迅速、經(jīng)濟、簡便且不

2、破壞試樣的特點，是工程材料應(yīng)用極為普遍的方法，也是檢測材料性能最容易的一種方法。測定硬度的方法很多，可分為以下三類。1.測定材料耐頂針（球形頂針）壓入能力的硬度試驗例如布氏（Brine-II）硬度、維氏（Viekers）硬度、努普（Knoop）硬度、巴科爾（Barcol）硬度、邵氏（Shore）硬度等；2.測定材料對尖頭或另一種材料的抗劃痕性硬度試驗例如比爾鮑姆（Bierbaum）硬度和莫 斯（Mobs）硬度等；3.測定材料回彈性的硬度試驗例如洛氏（Rockwell）硬度和邵氏反彈硬度等。下面簡單介紹幾種硬度的測試方法。一、邵氏硬度邵氏硬度又稱肖氏硬度，是表示材料硬度等級的一種方法。邵氏硬度分

3、為邵氏壓痕硬度和邵氏反彈硬度兩種，前者被測樣品放在硬度計臺面的適當(dāng)位置，壓緊到規(guī)定時間后立即讀取用數(shù)字0-100表示的壓痕硬度讀數(shù)。使用的壓痕硬度計有A型、C型和D型三種刻度型號；后者則使用邵氏反彈式硬度計進行測定，使用頂端裝有金剛石的總重約3克的沖頭，從約300MM高度的玻璃管中垂直落于試件上，由玻璃管的刻度讀取其垂直反彈的高度。（一）原理邵氏壓痕硬度計的工作原理是將規(guī)定形狀的壓針在標(biāo)準(zhǔn)的彈簧壓力下，并在嚴(yán)格的規(guī)定時間內(nèi)，把壓針壓入試樣的深度轉(zhuǎn)換為硬度值， 表示該試樣材料的硬度等級，直接從硬度計的指 示表上讀取。指示表為100個分度，每一個分度即為一個邵氏硬度值。（二）方法要點邵氏硬度計分為

4、A型、C型和D型三種刻度，其硬度讀數(shù)分別用HA,HB,和HC表示。邵氏A型適用于軟質(zhì)塑料和橡膠，邵氏C型和D型則適用于較硬或硬質(zhì)塑料和硫化橡膠。測定邵氏硬度時，我國與ISO規(guī)定一致，只使用A型和D型兩種。1.硬度計在使用過程中壓針的形狀、尺寸以及彈簧的性能都會發(fā)生變化，因此應(yīng)定期校準(zhǔn)， 使之符合規(guī)定的壓針尺寸和精度。2.硬度計彈簧對壓針?biāo)┘拥牧?yīng)與壓針伸出壓板位移量有恒定的線性關(guān)系，其大小與硬度計指針?biāo)缚潭鹊年P(guān)系應(yīng)符合下式：A型：FA=550+78HAB型：FB=445HD式中FA和FB-彈簧施加于A型和D型硬度計壓針上的力mN系數(shù)550-Hd為零時彈簧對壓針?biāo)┘拥牧ο禂?shù)75和445-硬

5、度計的系數(shù)為此，推薦使用邵氏硬度檢定儀校準(zhǔn)其彈簧力， 一般進口儀器都配有檢定儀， 目前國內(nèi)也已 有生產(chǎn)。使用檢定儀校準(zhǔn)壓針彈簧力的誤差，A型要求偏差在正負(fù)3.9mN之內(nèi)，B型要求偏差在正負(fù)19.6mN之內(nèi)。二、球壓痕硬度（一）原理以規(guī)定直徑的鋼球在試驗負(fù)荷作用下垂直壓入試樣表面，經(jīng)過一規(guī)定的時間后， 以單位壓痕面積所承受的壓力表示該試樣的硬度，用daN/平方毫米表示。規(guī)定使用的初負(fù)荷為0.98daN而試驗負(fù)荷有四個等級，分別為4.9daN、13.24daN、35.8daN和96.1da。對于較硬塑料硬度值測定多數(shù)使用此方法。（二）方法要點1.硬度計 球壓痕硬度計主要由機架、壓頭、加荷裝置、壓痕

6、深度指示儀表和計時裝置組成。試驗前應(yīng) 定期測定各級負(fù)荷下機架的變形量，測定時應(yīng)卸下壓頭， 升起工作臺使其與主軸接觸；加上初負(fù)荷，調(diào)節(jié)深度指示儀表為零； 然后再加上試驗負(fù)荷，直接由壓痕深度指示儀表中讀取相應(yīng)負(fù)荷下機架的變形量。應(yīng)反復(fù)測量幾次，直到數(shù)值穩(wěn)定。2.負(fù)荷應(yīng)根據(jù)試樣材料的軟硬程度選擇適宜的試驗負(fù)荷，使壓痕深度必須在0.15mm-0.35mm的范圍內(nèi)，若壓痕深度超過此范圍，則應(yīng)改變試驗負(fù)荷，使之達到規(guī)定的壓痕深度范圍。因為只有在規(guī)定范圍內(nèi)的壓痕深度與施加的負(fù)荷之間才有較好的線性關(guān)系。3試樣試樣的大小應(yīng)保證每個測點的中心與試樣邊緣的距離不小于10mm,各測點中心之間的距離也不小于10mm，試

7、樣厚度應(yīng)不小于4mm。推薦的試樣尺寸為（5050 4） mm。三、洛氏硬度洛氏硬度試驗方法是1919年由美國人洛克威爾（Rockwell）提出的，塑料等材料的洛氏硬 度試驗方法是在金屬洛氏硬度試驗方法的基礎(chǔ)上發(fā)展的，可用于軟的彈性體材料及較剛硬塑料的硬度值評價。由于高分子材料較金屬材料軟，洛氏硬度試驗需采用較小的負(fù)荷、較大的壓痕器和大量程結(jié)構(gòu)的硬度計。（一）定義與原理1.定義洛氏硬度是指用規(guī)定的壓頭對試樣先施加初試驗力，接著再施加主試驗力， 然后卸除主試驗力，只保留初試驗力，用前后兩次初試驗力作用下壓頭壓入試樣的深度差經(jīng)計算得出的值表 示。2.原理采用金剛石圓錐或鋼球作為壓頭，分兩次對試樣加荷

8、， 首先施加初試驗力， 壓頭壓入試樣的壓痕深度為h1接著再施加主試驗力，壓頭在總試驗力作用下的壓痕深度為h2然后壓頭在總試驗力作用下保持一定時間后卸除主試驗力，只保留初試驗力，壓痕因試樣的彈性回復(fù)而最終形成的壓痕深度為h3;最后用h表示前后兩次初試驗力作用下的壓痕深度差即h=h3-h1,按下式計算硬度值：HR=K-h/C式中HR-塑料的洛氏硬度值準(zhǔn)確到分度值h-兩次初試驗力作用下的壓痕深度差mmc-常數(shù)，其值規(guī)定為0.002mm；K-換算常數(shù)，其值規(guī)定為130。這是因為若直接用兩次壓痕深度差h表示該材料的硬度值大小， 將得到較硬材料的h值較小，而較軟材料的h值反而較大的 結(jié)果，為了適應(yīng)人們數(shù)值

9、越高，硬度也應(yīng)越高的習(xí)慣概念，人為地規(guī)定了這一換算常數(shù)。（二）方法要點1.下表給出洛氏硬度不同標(biāo)尺的初試驗力、主試驗力和壓頭直徑。初試驗力和主試驗力都應(yīng) 準(zhǔn)確到坦0%以內(nèi)。試驗時施加初試驗力主要是為了確定壓入深度的起點，消除壓頭、試樣 和工作臺之間的間隙以及試樣表面凹凸不平對硬度值的影響，以保證試驗結(jié)果的可比 性。2.試樣應(yīng)平穩(wěn)放在工作臺上，試驗過程中不得有位移；試樣厚度應(yīng)均勻，厚度應(yīng)不小于10mm ;試樣大小應(yīng)能保證在同一表面可進行5個點的測量，每個測點的中心距離以及距試樣邊緣的距離均不得小于10mm。試樣若為非平面的其他形狀，其尺寸可由有關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。采用疊層試樣時，層數(shù)不得多于3層。試驗時必須保證施加的試驗力與試樣 表面垂直。3.試驗前應(yīng)使用已知硬度的標(biāo)準(zhǔn)塊用互標(biāo)尺進行校準(zhǔn)，大批量試驗前還應(yīng)用M、L、R標(biāo)尺 的標(biāo)準(zhǔn)塊進行校準(zhǔn)，以便在測試前發(fā)現(xiàn)并校正由于加力裝置的失準(zhǔn)或機架變形等引起的測試結(jié)果誤差。標(biāo)準(zhǔn)計量塊由中國計量科學(xué)院硬度室提供。4.試