硬度定義及測(cè)定方法

1、 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)金屬材料與熱處理課程硬度定義及測(cè)定方法主講教師：邵康宸西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院硬度定義及測(cè)定方法硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)。它表征材料抵抗局部變形，尤其是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度是各種零件和工具必須具備的性能指標(biāo)，如機(jī)械制造業(yè)所用的刀具、量具、模具等，都應(yīng)具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命。因此，硬度是金屬材料重要的力學(xué)性能之一。圖1 試樣硬度值又可以間接的反映金屬材料的強(qiáng)度及金屬的化學(xué)成分、金相組織和熱處理工藝上的差異，而與拉伸試驗(yàn)相比。硬度測(cè)試試驗(yàn)簡(jiǎn)便易行，不破壞工件。因此硬度測(cè)試試驗(yàn)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。測(cè)定硬度的試驗(yàn)方

2、法很多，主要分為彈性回跳法、壓入法（布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度）和劃痕法三大類。劃痕硬度：主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測(cè)材料沿棒劃過(guò)，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測(cè)材料的軟硬。定性地說(shuō)，硬物體劃出的劃痕長(zhǎng)，軟物體劃出的劃痕短。壓入硬度：主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測(cè)材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測(cè)材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時(shí)間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。圖2 劃痕試驗(yàn)儀彈性回跳法。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測(cè)材料的試樣，并以試樣在沖擊過(guò)程中儲(chǔ)

3、存（繼而釋放）應(yīng)變能的多少（通過(guò)小錘的回跳高度測(cè)定）確定材料的硬度。工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的是壓入法（布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度）。布氏硬度試驗(yàn)法測(cè)得的硬度值較準(zhǔn)確、穩(wěn)定，因壓痕面積較大，能反映出較大范圍內(nèi)材料的平均硬度。但布氏硬度試驗(yàn)法操作不夠簡(jiǎn)便，不宜測(cè)試薄件或成品件，HBW適用測(cè)量硬度值小于的材料。目前，布氏硬度試驗(yàn)法主要用來(lái)測(cè)定鑄鐵、有色金屬及退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼材等。洛氏硬度試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便迅速，效率高，硬度值可從硬度計(jì)的表盤上直接讀出；試件表面造成的損傷較小，可用于成品零件的硬度檢驗(yàn)。但由于壓痕小，所以洛氏硬度對(duì)材料組織不均勻性很敏感，測(cè)試結(jié)果比較分散，重復(fù)性差。圖3 洛氏硬度測(cè)試儀維氏硬度試驗(yàn)主要用于材料研究和科學(xué)試驗(yàn)方面小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)；適用于測(cè)試小型精密零件的硬度，表面硬化層