硬度的测量方式及分类

硬度计分类及应用硬度计是用于测量物体硬度的一种仪器。

根据硬度测量原理的不同，硬度计可以分为几种不同的分类。

常见的硬度计分类包括洛氏硬度计、维氏硬度计、布氏硬度计、超声波硬度计和显微硬度计等。

1. 洛氏硬度计（Rockwell硬度计）是一种常用的硬度计，通过施加不同的载荷并测量钢球或钻石圆锥在物体表面的凹痕深度来确定物体的硬度。

洛氏硬度计广泛用于测量金属材料的硬度，如钢铁、铝、铜等。

它具有操作简单、测量速度快、重复性高等特点。

2. 维氏硬度计（Vickers硬度计）使用钻石或金刚石形成的钻尖根据压痕的对角线长度来计算物体的硬度。

维氏硬度计可以测量各种材料，特别适用于薄板、涂层、热处理层等材料的硬度测量。

它具有测量范围广、精确度高等特点，在科研、质量控制等领域得到广泛应用。

3. 布氏硬度计（Brinell硬度计）利用压球法来测量物体的硬度。

布氏硬度计常用于测量大颗粒、粗糙表面或大尺寸材料，如铸件、锻件等。

它具有测量范围大、读数直观等特点，适用于各种金属材料和非金属材料的硬度测量。

4. 超声波硬度计利用超声波在物体中传播的速度和衰减情况来测量物体的硬度。

超声波硬度计通常适用于测量金属材料的硬度，如铸铁、铸钢、不锈钢等。

它具有无损、快速、非破坏性等特点，适用于各种形状和材料的硬度测量。

5. 显微硬度计是一种用于测量微小区域硬度的硬度计。

它通过在显微镜下观察和测量微小压痕的尺寸来确定物体的硬度。

显微硬度计广泛应用于材料科学、金属学等领域的研究，可以测量各种材料的硬度，如金属、陶瓷、聚合物等。

除了以上几种硬度计，还有一些特殊的硬度计，如塑料硬度计、岩石硬度计、鞋材硬度计等，它们具有特定的应用范围和测量原理。

总结来说，硬度计根据测量原理和应用领域的不同可以进行分类。

不同类型的硬度计适用于不同的材料和应用场景，科学家、工程师和质量控制人员可以根据实际需求选择适合的硬度计进行硬度测量。

硬度级别划分硬度级别划分硬度是指物体抵抗外力压缩、切割、刮擦等形变和破坏的能力。

硬度测试是材料力学性能测试中的一项重要内容，广泛应用于工业生产和科学研究领域。

硬度级别划分是指根据物质的硬度大小将其分为不同等级，以便人们进行分类和比较。

1. 硬度概述硬度是衡量物质抵抗外力破坏能力的一个重要指标，它与材料的成分、结构、加工工艺和使用条件等因素密切相关。

在实际应用中，常用的硬度测试方法有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等。

2. 硬度级别划分根据不同的测试方法和标准，目前常用的硬度级别划分如下：2.1 洛氏硬度洛氏硬度是一种常用的金属材料表面硬度测试方法。

按照ASTM E18-19a标准，洛氏硬度可分为以下等级：A：钨球压头，主要适用于超薄板材或薄壁管；B：钢球压头，适用于较软的金属材料；C：钻石锥压头，适用于较硬的金属材料。

2.2 布氏硬度布氏硬度是一种常用的非金属材料表面硬度测试方法。

按照ASTM E10-18a标准，布氏硬度可分为以下等级：A：压头直径为1.5875mm，适用于薄板、薄壁管和小型零件；B：压头直径为2.5mm，适用于中等硬度的材料；C：压头直径为5mm，适用于较软的材料。

2.3 维氏硬度维氏硬度是一种常用的金属材料表面硬度测试方法。

按照ASTM E384-17标准，维氏硬度可分为以下等级：HV1：微小载荷下测量，主要适用于超薄板材或薄壁管；HV3：轻载荷下测量，适用于大多数金属材料；HV10：重载荷下测量，适用于较高强度、较高韧性的金属材料。

3. 硬度级别划分的应用硬度级别划分在工业生产和科学研究领域中有着广泛的应用。

例如，在材料选择、加工和质量控制过程中，硬度测试可以帮助人们了解材料的性能和质量，从而做出更加科学、合理的决策。

此外，在研究材料的物理、化学和力学性质时，硬度测试也是不可或缺的手段之一。

4. 硬度级别划分存在的问题尽管硬度级别划分在实际应用中具有重要意义，但也存在一些问题。

金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。

根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。

对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。

A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。

布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。

以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。

其计算公式为：式中：F--压入金属试样表面的试验力，N；D--试验用钢球直径，mm；d--压痕平均直径，mm。

测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS 只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。

在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。

举例：120HBS10/1000/30：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。

B、洛氏硬度（HR）洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。

不同的是，它是测量压痕的深度。

即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。

其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。

其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。

硬度值用下式计算：当用A和C标尺试验时，HR=100-e 当用B标尺试验时，HR=130-e 式中e--残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。

e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度愈高。

布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的测量及应用范围硬度测量的优点：①简便、快捷；②不破坏试样（非破坏性试验）；③硬度能综合反映材料的强度等其他力学性能；④硬度与耐磨性具有直接关系，硬度越高，耐磨性越好。

所以硬度测量应用极为广泛，常把硬度标注于图纸上，作为零件检验、验收的主要依据。

测量方法：可采用压入法、加弹法、划痕法等测量方法。

生产中常用压入法（有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法等）。

（1）布氏硬度：HB（Brinell-hardness )（HBS、HBW ）布氏硬度测量原理：采用直径为D的球形压头，以相应的试验力F压入材料的表面，经规定保持时间后卸除试验力，用读数显微镜测量残余压痕平均直径d，用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。

实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。

HBS（HBW） = F/S = 2F/πD[D - (D2-d2)1/2]HBS——表示用淬火钢球压头测量的布氏硬度值。

适用范围：小于450；HBW——表示用硬质合金压头测量的布氏硬度值。

适用范围：450~650布氏硬度表示方法：符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。

如：120HBS10/1000/30 表示直径为10mm的钢球在1000kgf（）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120布氏硬度特点：优点：测量数值稳定，准确，能较真实地反映材料的平均硬度；缺点：压痕较大，操作慢，不适用批量生产的成品件和薄形件。

布氏硬度测量范围：用于原材料与半成品硬度测量，可用于测量铸铁；非铁金属（有色金属）、硬度较低的钢（如退火、正火、调质处理的钢）（2）洛氏硬度：HR（Rockwell hardness）洛氏硬度测量原理：用金刚石圆锥或淬火钢球压头，在试验压力F 的作用下，将压头压入材料表面，保持规定时间后，去除主试验力，保持初始试验力，用残余压痕深度增量计算硬度值，实际测量时，可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。

一、测定材料硬度的技术1．硬度硬度是材料的一种重要力学性能，硬度试验与静拉伸试验一样也是一种应用十分广泛的力学性能试验方法。

2．硬度测试方法分类 硬度试验方法有十几种，按加载方式分：可分为压入法和刻划法两大类。

压入法：分静载压入法与动载压入法；刻划法：分莫氏硬度顺序法和挫刀法。

静载压入法包括：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度、努普硬度等。

动载压入法包括：超声波硬度、肖氏硬度和锤击式布氏硬度等。

3．硬度值的意义硬度值的物理意义随试验方法的不同，其含义不同。

例如，压人法的硬度值是材料表面抵抗另一物体局部压人时所引起的塑性变形能力，如金属材料常用的硬度测量方法是在静荷载下将一个硬的物体压入材料，这样测得的硬度主要仅反映材料抵抗塑性形变的能力。

而陶瓷、矿物材料使用的压痕硬度却反映材料抵抗破坏的能力。

刻划法硬度值表征材料表面对局部切断破坏的抗力。

因此，而且硬度没有统一的意义，各种硬度单位也不同，彼此间没有固定的换算关系。

一般可以认为，硬度是指材料表面上不大体积内抵抗变形或破裂的能力。

4．硬度测试方法的优点 硬度试验所用设备简单，操作方便快捷，故被广泛用来检验经热处理的工件质量和进行材料研究。

硬度试验一般仅在材料表面局部区域内造成根小的压痕。

可视为无损检测，故可对大多数机件成品直接进行检验，无需专门加工试样。

故硬度检验已成为产品质量检查、制定合理工艺等的重要试验方法之一。

二．静载压入法静载压入的硬度试验法种类很多，常用布氏硬度、维氏硬度及洛氏硬度法。

这些方法的原理都是在静压下将一硬的物体压入被测物体表面。

以表面压入凹面单位面积上的荷载表示被测物体的硬度。

图2．39为几种常用硬度的原理及计算方法。

1．布氏硬度 1）测试原理布氏硬度的测定原理是用一定大小的载荷F （kg ），把直径为D （mm ）的淬火钢球或硬质合金球压人试样表面（如图，保持规定时间后卸除载荷，测量试样表面的残留压痕直径d ，求压痕的表面积S ．将单位压痕面积承受的平均压力（F ／S ）定义为布氏硬度，其符号用HB 表示)d D D (D F 2S F HB 22--π==上式为布氏硬度值的计算式，一般不标出单位.硬度值越高，表示材料越硬。

材料课中的硬度名词解释在材料科学中，硬度是一个关键的物理性质，用于描述材料抵抗变形的能力。

它是评估一种材料的耐磨性、切割能力和耐磨损性的重要指标。

在材料课中，我们将深入了解硬度的不同类型和相关术语，以及它们在材料研究和应用中的重要性。

一、硬度的定义和基本原理硬度是指材料抵抗局部变形或划痕的能力。

它是通过将一个标准的硬度针或球压入材料表面来测量得到的。

测量结果可以表示为一个数字，称为硬度值。

硬度值越高，表示材料越难被划伤或压入。

硬度测试方法主要分为三种：压痕硬度、划痕硬度和回弹硬度。

其中，最常见的是压痕硬度测试，它包括洛氏硬度（Rockwell hardness）、布氏硬度（Brinell hardness）和维氏硬度（Vickers hardness）等不同的测试方法。

二、洛氏硬度（Rockwell hardness）洛氏硬度是最常用的硬度测试方法之一。

它使用一个金刚石或硬质球压入材料表面，然后通过测量压入深度来计算硬度值。

洛氏硬度值以一个字母+数字的组合方式表示，比如HRC、HRB等，字母代表压入针的类型，数字表示压入深度。

洛氏硬度测试可以快速、准确地测量材料的硬度，广泛应用于金属和塑料等材料的测试。

三、布氏硬度（Brinell hardness）布氏硬度测试是通过在材料表面施加一定载荷的钢球，然后测量形成的压痕直径来计算硬度值。

布氏硬度值以HB表示。

相比于洛氏硬度测试，布氏硬度测试适用于较软的材料，如铝、铜等。

它可以提供更准确的硬度值，并可通过不同直径的球来适应不同材料的测试需求。

四、维氏硬度（Vickers hardness）维氏硬度测试常用于对脆性材料和薄膜的硬度测量。

它是通过在材料表面施加一定负载的金刚石或金字塔形压头，然后测量压头印记的对角线长度来计算硬度值。

维氏硬度值以HV表示。

维氏硬度测试具有较高的准确性和灵敏度，适用于各种材料的硬度测量，尤其是常规测试方法无法满足要求的情况下。

硬度测试方法硬度是材料的抗划伤能力，通常用来衡量材料的硬度和耐磨性。

硬度测试方法是一种常用的材料性能测试方法，可以通过不同的测试方法来确定材料的硬度。

下面将介绍几种常见的硬度测试方法。

1. 洛氏硬度测试方法。

洛氏硬度测试是一种常用的金属硬度测试方法，通过在材料表面施加一定负荷，然后测量负荷下的压痕面积来确定材料的硬度。

洛氏硬度测试方法适用于金属材料的硬度测试，可以快速、准确地测量材料的硬度。

2. 布氏硬度测试方法。

布氏硬度测试是一种金属和非金属材料硬度测试方法，通过在材料表面施加一定负荷，然后测量压痕的对角线长度来确定材料的硬度。

布氏硬度测试方法适用于各种金属和非金属材料的硬度测试，可以对材料进行快速、准确的硬度测量。

3. 维氏硬度测试方法。

维氏硬度测试是一种金属硬度测试方法，通过在材料表面施加一定负荷，然后测量压痕的对角线长度来确定材料的硬度。

维氏硬度测试方法适用于金属材料的硬度测试，可以快速、准确地测量材料的硬度。

4. 硬度计测试方法。

硬度计是一种常用的硬度测试仪器，可以通过在材料表面施加一定负荷，然后测量压痕的深度或者直径来确定材料的硬度。

硬度计测试方法适用于各种金属和非金属材料的硬度测试，可以对材料进行快速、准确的硬度测量。

总结。

硬度测试方法是一种常用的材料性能测试方法，可以通过不同的测试方法来确定材料的硬度。

洛氏硬度测试方法适用于金属材料的硬度测试，布氏硬度测试方法适用于各种金属和非金属材料的硬度测试，维氏硬度测试方法适用于金属材料的硬度测试，硬度计测试方法适用于各种金属和非金属材料的硬度测试。

选择合适的硬度测试方法可以对材料进行快速、准确的硬度测量，为材料的质量控制和产品设计提供参考依据。

硬度的名词解释硬度是物质抵抗外力侵蚀或形变的性质。

它是衡量物质强度和耐磨性的重要指标，常被用于工程材料和矿石的标准测试以及硬质材料的选择。

硬度的值通常用一个数字或字母表示，不同的硬度测试方法有不同的表达方式。

一、硬度的类型硬度的种类有很多，常见的有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、硬度等级等。

每种硬度测试方法都有其适用范围和特点。

1. 洛氏硬度（Rockwell Hardness）：洛氏硬度测试是一种常用、简便的测试方法，适用于许多金属材料。

它通过在材料表面施加压力，然后测量压痕的深度来确定硬度值。

洛氏硬度通常以"HRC"表示，数值越高表示硬度越大。

2. 布氏硬度（Brinell Hardness）：布氏硬度测试是通过在材料表面施加一定负荷的钢珠或球形硬度计压头，然后测量压痕的直径来确定硬度值。

布氏硬度通常以"HB"表示，数值越大表示硬度越高。

3. 维氏硬度（Vickers Hardness）：维氏硬度测试是一种广泛应用的测试方法，特别适用于测量非常薄的材料和表面硬度。

它通过在材料表面施加一定压力的金刚石或金刚石三棱锥压头，然后测量压痕的对角线长度来确定硬度值。

维氏硬度通常以"HV"表示。

二、硬度的影响因素硬度受多种因素的影响，包括金属材料的组织结构、纯度、冷加工程度、晶粒尺寸等。

1. 组织结构：若金属晶粒较细小，晶界锋利且密集，硬度较高。

相反，晶粒较大，内部孔隙较多的材料，则硬度较低。

2. 纯度：纯度高的金属含杂质较少，其晶粒尺寸及晶界结构均较好，且均匀分布，因此硬度相对较高。

3. 冷加工程度：冷加工可使金属材料的晶粒织构更加致密，界面更加清晰，硬度也更高。

冷加工程度越大，硬度越高。

4. 晶粒尺寸：晶粒尺寸越小，晶界越多，金属的硬度也相对会更高，因为晶界充当了微缺陷的屏障。

三、硬度的应用领域硬度在工程领域中具有广泛的应用，特别是在金属和材料科学中。