硬度計分類及相關原理

硬度計是測量物體硬度的儀器，根據繁簡程度可分為簡單硬度測量計和復雜硬度測量計兩種。根據所測硬度單位分類有：洛氏硬度計 維氏硬度計 顯微硬度計 布氏硬度計 邵氏硬度計 巴氏硬度計 里氏硬度計 韋氏硬度計 。
　　 洛氏硬度計 維氏硬度計 布氏硬度計 里氏硬度計 邵氏硬度計 韋氏硬度計 巴氏硬度計 萬能硬度計 顯微硬度計 其它硬度計 標準硬度塊
　　又可分為又分為便攜式硬度計和臺式硬度計。
　　 洛氏硬度計用于鑄鐵等工件的洛氏硬度值測量
　　 維氏硬度計用于較薄工件的維氏硬度值測量
　　 布氏硬度計用于硬度較高的工件布氏硬度值測量
　　 里氏硬度計是便攜式硬度計，用于不宜拆卸或較大產品的硬度值測量
　　邵氏硬度計用于橡膠類產品邵氏硬度值測量
　　韋氏硬度計用于鋁合金類產品韋氏硬度值測量
　　巴氏硬度計用于玻璃鋼類產品巴氏硬度值測量
　　萬能硬度計用于多種硬度標尺下的硬度值測量
　　顯微硬度計維氏硬度計的一種，用于很薄的工件的維氏硬度值測量
　　肖氏硬度計用于測定黑色金屬和有色金屬的肖氏硬度值
　　硬度規定:
　　 HS<100
　　 HB<500
　　 HRC<70
　　 HV<1300
　　 (80~88)HRA, (85~95)HRB, (20~70)HRC
　　洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準，稱為標尺A、標尺B、標尺C。
　　洛氏硬度試驗是現今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，最后根據壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是金剛石壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N(合100kgf)；而標尺C使用與標尺A相同的金剛石為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟的材料，而標尺C適用較硬的材料。
　　實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。但各種材料的換算關系并不一致。
　　硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
　　 1.布氏硬度(HB)
　　以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
　　 2.洛氏硬度(HR)
　　當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：
　　 HRA：是采用60kg載荷和金剛石壓頭押入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。
　　 HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
　　 HRC：是采用150kg載荷和金剛石壓頭押入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
　　 3 維氏硬度(HV)
　　以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度HV值(kgf/mm2)。
　　 HK=139.54?P/L2。式中：HK－努氏硬度，Mpa；P－荷重，kg；L－凹坑對角線長度，mm。我國和歐洲各國采用維氏硬度，美國則采用努普硬度。兆帕（MPa）是顯微硬度的法定計量單位，而kg/mm2是以前常用的硬度計算單位。它們之間的換算公式為1kg/mm2=9.80665Mpa。
　　 4.韋氏硬度計（HW）
　　原理：HW=20-L/0.01，其中L為壓入試樣的深度，適用于鋁合金硬度的現場快速方便的無損檢測和質量控制。
　　測試迅速，簡便，一卡即可，硬度值可以直接讀出，符合中國有色標準YS/T420和美國標準ASTM B647，是標準YS/T420推薦的兩種儀器之一。