简述三种硬度实验的原理

实验24 洛氏、布氏、维氏3学时，导前课程：材料力学性能审编责任人：吴腾一、实验目的1.了解不同类型硬度测定的基本原理及应用范围。

2.掌握各种硬度计的操作方法。

二、实验内容测量45#钢（退火态或正火）的布氏硬度；测量45#钢（淬火态）的洛氏硬度和维氏硬度。

三、实验仪器、设备及材料洛氏硬度计，布氏硬度计，维氏硬度计和显微维氏硬度计。

四、实验原理硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力，是重要的机械性能之一。

它是给初级金属材料软硬程度的数量概念，硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难，硬度实验方法简单，操作方便，出结果快，又无损于零件，因此被广泛应用。

测定金属硬度的方法很多，有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。

1．布氏硬度试验(1)布氏硬度实验原理布氏硬度实验是以一定直径的钢球施加一定负荷P，压入被测金属表面（如图24-1所示）保持一定时间，然后卸荷，根据金属表面的压痕面积F求应力值，以此作为硬度值的计量指标，以HB表示，则HBπ/=（3-1）/=FPDhP式中：P—负荷（kgf）；D—钢球直径（mm）；h—压痕深度（mm）(a) 原理图(b) h和d的关系图24-1 布氏硬度实验原理图由于测量压痕d 要比测量压痕深度h 容易，将h 用d 代换，这可由图24-1（b ）中的△Oab 关系求出：222222⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛h D d D （3-2） 转换可得，222d D D h --= （3-3）将式（3-3）代入式（3-1）即得：)(222d D D D PHB --=π （3-4）式（3-4）中，只有d 是变数，所以只要测量出压痕直径，就可根据已知的D 和P 值计算出HB 值。

在实际测量时，可根据HB 、D 、P 、d 的值所列成的表，若D 、P 已选定，则只需用读数测微尺（将实际压痕直径d 放大10倍的测微尺）测量压痕直径d ，就可直接查表求得HB 值。

硬度计的原理
硬度计是一种用于测量材料硬度的仪器。

不同类型的硬度计采用不同的原理，以下介绍几种常见的硬度计原理：
1. 布氏硬度计原理：布氏硬度计是通过将一个钢球或钨碳化钨球压入材料表面来测量硬度。

硬度计中的压入深度与施加的载荷成正比。

布氏硬度值通过测量压入球对应的压入深度来确定。

2. 洛氏硬度计原理：洛氏硬度计使用一个金刚石圆锥或硬质合金球在材料表面施加压力来测量硬度。

硬度值由测量压痕的直径和使用的载荷大小来确定。

3. 维氏硬度计原理：维氏硬度计是通过在材料表面施加一个标准的压入载荷，然后测量压痕的对角线长度来测量硬度。

硬度值是通过将载荷和压痕对角线长度的比例与标准维氏硬度标尺进行比较得到的。

4. 硬度计原理：硬度计使用一个钻石或硬质合金锥形针尖，通过施加一定的载荷并测量针尖在材料表面产生的压痕大小来测量硬度。

硬度值由载荷大小和压痕面积的比例确定。

以上是常见的硬度计原理，每种原理都有其适用的材料和测量范围。

在使用硬度计时，需要根据具体的硬度计类型和材料性质选择适当的载荷和试验条件，以确保准确测量材料的硬度。

1/ 1。

布氏和洛氏硬度试验原理布氏硬度试验原理布氏硬度试验是一种常用的金属材料硬度测试方法，通过压入金属试样表面的金刚石或硬质合金球头，来测量材料的硬度。

布氏硬度试验是由英国人布拉德尔（Brinell）于1900年提出的，被广泛应用于金属工业领域。

试验原理：布氏硬度试验原理基于材料的塑性变形。

试验时，将金刚石或硬质合金球头压入试样表面，施加一定的载荷。

在一定的压力下，球头会产生塑性变形，形成一个圆形的凹痕。

通过测量凹痕的直径，可以计算出材料的硬度值。

试验过程：1. 选择合适的试验样品，通常是块状或板状的金属材料。

2. 将试样固定在试验机上，使其表面平整并垂直于球头。

3. 调节试验机的压力，使球头与试样表面接触并施加一定的载荷。

4. 在一定时间内保持载荷，使球头产生塑性变形并形成一个圆形凹痕。

5. 卸载，移除球头，观察凹痕。

6. 使用显微镜测量凹痕的直径，通常在凹痕的两个相对侧面测量。

7. 根据测量结果，计算出布氏硬度值。

布氏硬度值的计算：布氏硬度值（HB）是通过凹痕直径和试验中施加的载荷之间的关系计算得出的。

计算公式如下：HB = 施加载荷（N）/ 凹痕表面积（mm²）布氏硬度试验的优点：1. 适用范围广：布氏硬度试验适用于各种金属材料，包括铁、钢、铝、铜等。

2. 测量结果准确：通过测量凹痕的直径，可以得到相对准确的硬度值。

3. 试验简单方便：只需要一台布氏硬度试验机和一个试样即可进行试验。

4. 试验结果可靠：由于试验过程中施加的载荷相对较大，所以布氏硬度值比较稳定可靠。

洛氏硬度试验是一种常用的非金属材料硬度测试方法，用于测量塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等材料的硬度。

洛氏硬度试验是由美国人洛氏（Rockwell）于1922年提出的，与布氏硬度试验相比，洛氏硬度试验更加简便快捷。

试验原理：洛氏硬度试验原理基于材料的弹性和塑性变形。

试验时，通过施加不同深度的载荷，来测量试样表面的硬度。

洛氏硬度试验通常使用钢球头或钻石圆锥头，通过测量两次载荷下的试样深度差，计算出材料的硬度值。

硬度的测试原理和计算公式材料硬度的测试原理和计算公式硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。

材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。

硬度的测定常用压入法。

把规定的压头压入金属材料表面层，然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。

根据压头和压力不同，常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。

一、洛氏硬度1、试验原理洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。

试验时，先加初试验力，然后加主试验力。

压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。

如图所示，0－0为金刚石压头还没有和试样接触的位置。

1－1是在初试验力作用下压头所处的位置，压入深度为h1，目的是为了消除由于试样表面不光洁对试验结果的精确性造成的不良影响。

图中2－2在总试验力（初试力＋主试验力）作用下压头所处位置，压入深度为h2。

3－3是卸除主试验力后压头所处的位置，由于金属弹性变形得到恢复，此时压头实际压入深度为h3。

故由于主试验力所引起的塑性变形而使压头压入深度为h＝h3－h1。

洛氏硬度值由h的大小确定，压入深度h越大，硬度越低；反之，则硬度越高。

一般说来，按照人们习惯上的概念，数值越大，硬度越高。

因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。

并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。

由此获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号ＨＲ表示。

式中，c为常数（对于HRC、HRA，c取0.2；对于HRB，c取0.26）。

由此获得的洛氏硬度值ＨＲ为一无名数，试验时一般由试验机指示器上直接读出。

2、常用洛氏硬度标尺及适用范围上述洛氏硬度的三种标尺中，以ＨＲＣ应用最多，一般经淬火处理的钢或工具都采用ＨＲＣ测量。

第1篇一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验方法的应用范围。

2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等硬度试验方法及其操作步骤。

3. 分析不同材料硬度与力学性能之间的关系。

4. 提高对工程材料性能评价的能力。

二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。

硬度试验方法主要有布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。

1. 布氏硬度试验：在规定的载荷下，将直径为D的钢球或直径为D/10的金刚石球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕直径d，根据压痕直径和载荷F计算硬度值。

2. 洛氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石圆锥或淬火钢球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕深度h，根据压痕深度和压头类型计算硬度值。

3. 维氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石正四棱锥压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕对角线长度d，根据对角线长度和载荷F计算硬度值。

三、实验仪器与设备1. 布氏硬度试验机2. 洛氏硬度试验机3. 维氏硬度试验机4. 读数放大镜5. 标准硬度块6. 试样（如钢、铸铁、有色金属等）四、实验内容及步骤1. 布氏硬度试验（1）将试样放置在布氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。

（2）选择合适的载荷和钢球直径，按照实验要求进行试验。

（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕直径d。

（4）根据公式HB = 2F/d^2（F为载荷，d为压痕直径）计算布氏硬度值。

2. 洛氏硬度试验（1）将试样放置在洛氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。

（2）选择合适的压头和载荷，按照实验要求进行试验。

（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕深度h。

（4）根据公式HRC = 100(K - h/d)（K为常数，h为压痕深度，d为压痕直径）计算洛氏硬度值。

3. 维氏硬度试验（1）将试样放置在维氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。

（2）选择合适的载荷，按照实验要求进行试验。

金属材料的硬度试验实验报告金属材料的硬度试验实验报告一、实验目的本实验旨在通过不同的硬度测试方法，对金属材料进行硬度试验，以了解和评估金属材料的硬度特性，包括其硬度的范围、分布、变化规律等，以期为材料的使用、加工和设计提供依据和参考。

二、实验原理硬度是金属材料的重要力学性能之一，它能反映金属材料抵抗局部变形的能力。

硬度的测试方法有很多，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度等。

本实验将采用布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种方法对金属材料进行硬度试验。

1.布氏硬度：采用硬质合金球或钢球作为压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的直径，并通过查表获得硬度值。

布氏硬度的优点是测量准确，重复性好，适用于测量较大和较软的金属材料。

2.洛氏硬度：采用金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的深度，并通过查表获得硬度值。

洛氏硬度的优点是操作简便快捷，适用于测量较薄或较硬的金属材料。

3.维氏硬度：采用金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的面积，并通过查表获得硬度值。

维氏硬度的优点是测量准确，适用于测量较小或较软的金属材料。

三、实验步骤1.样品准备：选取一定数量的金属材料样品，对其进行打磨、抛光和清洁处理，确保其表面无氧化物、锈迹等杂质。

2.布氏硬度试验：选择合适的硬质合金球或钢球作为压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的直径，并查表获得硬度值。

每个样品至少测量三个点，以取得平均值。

3.洛氏硬度试验：选择合适的金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的深度，并查表获得硬度值。

每个样品至少测量三个点，以取得平均值。

4.维氏硬度试验：选择合适的金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的面积，并查表获得硬度值。

每个样品至少测量三个点，以取得平均值。

5.数据处理与分析：将实验数据整理成表格和图表，分析金属材料的硬度特性，包括其硬度的范围、分布、变化规律等。

硬度测量原理硬度测量原理是通过施加一定的压力或载荷，来评估物质抵抗形变或塑性变形的能力。

硬度测量通常用于确定材料的硬度值，以了解材料的耐磨性、强度和耐腐蚀性等物理特性。

在硬度测量中，最常用的方法是在试样表面施加压力，并根据试样在压力下产生的形变或印痕大小来确定其硬度。

以下是几种常见的硬度测量方法：1. 布氏硬度（Brinell Hardness）：布氏硬度测试使用钢球或硬质球缓慢地施加在试样表面上，然后测量形成的球形凹坑的直径。

硬度值根据试样表面凹坑的面积来计算，硬度值越大，意味着材料越硬。

2. 维氏硬度（Vickers Hardness）：维氏硬度测试使用金刚石或硬质钢小锥形钻头施加在试样表面上，并测量试样表面上形成的菱形印痕的对角线长度。

维氏硬度值通过计算试样表面上形成的菱形印痕面积与应用压力之比来确定。

3. 洛氏硬度（Rockwell Hardness）：洛氏硬度测试使用金刚石或硬质钢球缓慢地压入试样表面，然后测量试样表面上形成的印痕的深度。

洛氏硬度值通过读取硬度计上的刻度来确定，刻度值越大，硬度值越高。

4. 压痕硬度（Indentation Hardness）：压痕硬度测试是由许多微小的压痕或印痕组成的，其中最常见的是纳氏硬度测试。

纳氏硬度测试使用纳米级尺寸的金刚石锥形钻头施加在试样表面上，并测量试样表面上形成的纳米级压痕的压痕深度或宽度来确定硬度值。

总之，硬度测量原理是通过施加一定的压力，并测量材料在压力下形成的形变或印痕来确定材料的硬度值。

不同的硬度测试方法适用于不同类型的材料和硬度范围。

通过硬度测量，可以评估材料的磨损、抗剪切性和抗压性等物理特性，为材料选择和工程设计提供重要的参考值。

硬度测试实验一、实验目的1. 了解布氏、洛式、维氏硬度计的测试原理2. 掌握各种硬度计的使用方法及使用注意事项等 二、实验原理硬度是指材料对另一更硬物体（钢球或金刚石压头）压入其表面所表现的抵抗力。

硬度的大小对于工件的使用性能及寿命具有决定性意义。

由于测量的方法不同常用的硬度指标有布氏硬度（HB ）、洛式硬度（HR ）、维氏硬度（HV ）。

布氏硬度适用于硬度较低的金属，如退火、正火的金属、铸铁及有色金属的硬度测定。

洛氏硬度又有HRA 、HRB 、HRC 三种，其中HRC 适合于测定硬度较高的金属如淬火钢的硬度。

维氏硬度测定的硬度值比布氏、洛氏精确，可以测定从极软到极硬的各种材料的硬度，但测定过程比较麻烦。

显微硬度用于测定显微组织中各种微小区域的硬度，实质就是小负荷（≤9.8N ）的维氏硬度试验，也用HV 表示。

三、布氏硬度（HB ）(一) 基本原理将载荷P 和直径为D 的淬火钢球压入试样的表面，并保持一定时间，然后去除载荷P ，测量压痕直径d （见图一所示）。

最后计算出布氏硬度值。

计算公式化如下：若压痕的深度为h ，则压痕的面积为： 图一 布氏硬度实验原理图F ＝πDh＝()222d D D D--πHB ＝FP HB ＝()222/2mm kg d D D D P--π式中：P —施加的栽荷kgF —压痕的表面积，mm 2 D —钢球的直径，mm B —压痕直径，mm在P 和D 一定的情况下，布氏硬度的高低取决于压痕的直径d ，d 越大，表明材料的HB 值越低即材料越软；反之材料硬度高即HB 越大。

在具体测量时，并不是每次都按上述公式去算，而是根据D 与P 值大小，测量出压痕的直径d ，然后查表即得。

这种表格就是根据上述公式计算制出的，可参考压痕直径与布氏硬度表由于材料有硬有软，工件有厚、薄、大、小之分，为适应不同情况，其压头有Φ2.5mm 、Φ5mm 、Φ10mm 三种钢球。

载荷有15.6kg 、62.5kg 、187.5kg 、250kg 、750kg 、1000kg 、3000kg 七种。

硬度仪原理
硬度仪原理是指通过测量物体的硬度来描述其抵抗外部力量的能力。

硬度仪的原理可以分为两类：压痕硬度和回弹硬度。

一、压痕硬度原理：
1. 在压痕硬度测试中，利用一个具有一定形状和尺寸的压头，将一定的力量施加到待测试物体表面上。

2. 测试时，压痕硬度仪会记录施加力的大小和产生的压痕深度。

而硬度值则是通过根据已知材料的硬度标准和其对应的压痕深度，来推算出待测试物体的硬度。

3. 压痕硬度测试方法包括布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度和帕氏硬度等。

二、回弹硬度原理：
1. 在回弹硬度测试中，利用一个具有弹性的杆或球形探头，将其压缩并释放，探头会以不同的速度回弹。

2. 回弹硬度仪会测量探头回弹的速度或高度，然后与已知材料的回弹硬度标准进行对比分析，得出待测试物体的回弹硬度。

3. 回弹硬度测试方法包括洛氏回弹硬度和巴氏回弹硬度等。

总之，硬度仪通过施加力量并测量硬度指标，如压痕深度或回弹速度来评估物体的硬度。

不同的硬度测试方法适用于不同类型的物体和硬度范围。

以下为硬度计原理：里氏硬度计原理用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头在距离试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度之比计算出的数值就是里氏硬度。

里氏硬度计实际上是肖氏硬度计的改进型，它们测定的都是冲击体在试样表面经试样塑性变形消耗能量后的剩余能量。

布氏硬度计原理用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径。

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)。

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。

邵氏硬度计原理：具有一定形状的钢制压足，在试验力作用下垂直压入试样表面，当压足表面与试样表面完全贴合时，压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度L(见图1)，以L值的大小来表征邵氏硬度的大小，L值越大，表示邵尔硬度越低，反之越高。

计算公式为：HA=100- L/0.025 HD=100- L/0.025 HC=100- L/0.025 式中HA为邵氏A硬度。

由公式可知，邵A硬度与压针位移量有关。

通过测量压针的位移量，即可计算出邵A硬度值。

维氏硬度计原理维氏硬度试验原理与布氏硬度相似，也是根据压痕单位表面积上的试验力大小来计算硬度值。

区别在于压头采用锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，将其以选定的试验力压入试样表面，按规定保持一定时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度。

维氏硬度值用四棱锥压痕单位面积上所承受的平均压力表示，符号HV。

式中F-作用在压头上的试验力(N),d-压痕两对角线长度的平均值(㎜),HV值的单位为N/㎜2，但习惯上只写出硬度值而不标出单位。

肖氏硬度计原理肖氏硬度试验法是于1906年由美国之A.F.Shore所发明。

材料硬度测试实验实验报告一、实验目的本实验旨在探究材料硬度测试的方法和原理，了解硬度测试在工程领域中的应用，并通过实验掌握常见的硬度测试方法。

二、实验原理1. 硬度的定义：材料抵抗外力侵入或划痕的能力。

2. 硬度测试方法：（1）洛氏硬度法：利用钻石锥头对材料进行压痕，根据压痕深度计算出洛氏硬度值。

（2）布氏硬度法：利用钢球对材料进行压痕，根据压痕直径计算出布氏硬度值。

（3）维氏硬度法：利用金刚石锥头对材料进行压痕，根据压痕长度计算出维氏硬度值。

3. 硬度测试仪器：（1）洛氏硬度计（2）布氏硬度计（3）维氏硬度计三、实验步骤1. 准备试样：从不同种类的金属板上切下大小相同的试样。

2. 使用洛氏、布氏、维氏三种不同类型的硬度仪分别测试每个试样的硬度值。

3. 记录每个试样的硬度值，并计算平均值。

四、实验结果1. 试样1：铜板洛氏硬度值：90布氏硬度值：60维氏硬度值：1002. 试样2：铝板洛氏硬度值：70布氏硬度值：45维氏硬度值：803. 试样3：钢板洛氏硬度值：120布氏硬度值：80维氏硬度值：140五、实验分析与讨论1. 不同类型的金属材料具有不同的硬度，铜和铝相对较软，而钢则相对较硬。

2. 不同类型的硬度测试方法得到的结果也有所不同，其中洛氏、布氏和维氏三种方法相对来说比较常见，但在实际应用中需要根据具体情况选择合适的测试方法。

3. 在进行材料选择时，需要考虑其所需的物理特性之一就是其所需的硬度。

因此，了解材料的硬度特性是非常重要的。

六、实验结论通过本次实验，我们深入了解了材料的硬度测试方法和原理，并掌握了洛氏、布氏、维氏三种不同类型的硬度测试方法。

此外，我们还发现不同类型的金属材料具有不同的硬度特性，这对于工程领域中的材料选择和设计具有重要意义。

各种硬度计的原理及应用硬度计是一种用来测量物体硬度的仪器，根据不同的原理和方法，硬度计可以分为多种类型。

下面将介绍几种常见的硬度计、其原理和应用。

1. 布氏硬度计（Brinell Hardness Tester）：布氏硬度计是最早应用的一种硬度计，广泛用于金属材料的硬度测试。

其原理是通过在被测样品上施加一定的载荷，由钢球压入样品表面，然后测量钢球对样品的压痕直径。

布氏硬度的数值为载荷除以压痕表面积。

布氏硬度计适用于各种金属材料的硬度测试，特别是对有较大颗粒的金属材料。

广泛应用于钢铁、铝合金、铜合金等材料的硬度测试。

2. 维氏硬度计（Vickers Hardness Tester）：维氏硬度计是一种常见的万能硬度计，可以用于各种金属和非金属材料的硬度测试。

其原理是通过在被测样品上施加一定的载荷，在样品表面形成一个类似于菱形的压痕，然后测量压痕对角线的长度，从而计算出硬度值。

维氏硬度计适用于各种各样的材料，包括金属、陶瓷、玻璃等。

广泛应用于材料科学、机械制造、质量控制等领域。

3. 洛氏硬度计（Rockwell Hardness Tester）：洛氏硬度计是一种常用的硬度计，适用于各种金属材料的硬度测试。

其原理是通过在被测样品上施加不同深度的载荷，然后测量应力下降后残余压入量，从而得出硬度值。

洛氏硬度计包括洛氏A、B、C三种硬度计，分别适用于不同材料硬度的测试。

洛氏硬度计广泛应用于金属材料的硬度测量，特别是薄板和涂层材料的表面硬度测试。

4. 莱氏硬度计（Leeb Hardness Tester）：莱氏硬度计是一种便携式硬度计，适用于金属材料的硬度测试。

其原理是通过在被测样品上施加一定的载荷，产生一定的振动波动，然后通过测量振动波动的衰减程度，计算出硬度值。

莱氏硬度计具有简单、快速、便携等特点，广泛应用于现场检测、高海拔地区测试、狭窄空间测试等领域。

以上介绍的是四种常见的硬度计及其原理和应用。

不同的硬度计适用于不同类型的材料和测试场景，选择合适的硬度计可以有效地测量和比较材料的硬度，从而为科学研究、工程设计、质量控制等提供可靠的数据支持。

v1.0 可编辑可修改布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。

材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。

硬度的测定常用压入法。

把规定的压头压入金属材料表面层，然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。

根据压头和压力不同，常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。

一、布氏硬度1、试验原理用直径为D的淬火钢球或硬质合金球，以相应的试验力F压入试样表面，保持规定的时间后卸除试验力，在试样表面留下球形压痕，如左图所示。

布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。

用淬火钢球作压头时，布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头，布氏硬度用符号“HBW”表示。

HBS(HBW)：用钢球（硬质合金球）试验的布氏硬度值；F：试验力（N）；d：压痕平均直径（mm）；D：钢球（硬质合金球）直径（mm）．布氏硬度的单位为N/mm2，但习惯上只写明硬度值而不标出单位。

2、选择试验规范在进行布氏硬度试验时，钢球直径Ｄ、施加的试验力Ｆ和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度，按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。

布氏硬度试验规范由布氏硬度值的计算公式可以看出，当所加试验力Ｆ与钢球（或硬质合金球）直径Ｄ已选定时，硬度埴HBS（HBW）只与压痕直径d 有关。

d 越大，则HBS（HBW）值越小，表明材料越软；反之，d 越小，HBS（HBW）值越大，表明材料越硬。

除了采用钢球（或硬质合金球）直径Ｄ为10ｍｍ，试验力Ｆ为3000ｋｇｆ（２９４２１Ｎ），保持时间10－15s的试验条件外，在其它试验条件下测得的硬度值，应在符号HBS的后面用相应的数字注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。

如120HBS10/1000/30，即表示用10mm的钢球作压头，在1000kgf(9807N)的试验力作用下，保持时间为30s后所测得的硬度值为120。

三种硬度计的测量原理及使用范围嘿，今天咱来聊聊三种硬度计的测量原理及使用范围。

先说洛氏硬度计吧，它就像是个大力士，通过一个压头压进材料表面，然后根据压痕的深度来判断硬度。

就好比你去按一块橡皮泥，按得越深说明橡皮泥越软，道理差不多。

它的使用范围那可广了，各种金属材料都能测一测。

再说说维氏硬度计，这就像是个精细的工匠。

它用一个正四棱锥的压头，轻轻地在材料上压出一个小小的痕迹，然后精确测量这个痕迹的大小来确定硬度。

就好像在一块蛋糕上轻轻地按一下，然后仔细看看按下去的印子有多大。

它特别适合测一些薄的材料或者硬度比较高的东西。

最后说说布氏硬度计，它就像个稳重的大汉。

它用一个大的钢球压头压材料，根据压痕的直径来衡量硬度。

这就像你用一个大皮球去压一块海绵，根据海绵被压下去的程度来判断它的松软程度。

布氏硬度计一般用在比较大的工件或者不太硬的材料上。

总之，这三种硬度计各有各的特点和用处，就看你要测啥材料啦，选对了才能测得准哦！。

检测硬度的原理硬度是一个物质抵抗外部力量和压入的能力的物理性质。

硬度测试常用于工程领域、材料科学和地球科学等多个领域，以评估和比较物质的硬度特性。

硬度测试有多种方法，但它们的原理都可以归结为携带一定形状和大小的金刚石或其他硬物，用一定的载荷施加到被测物质表面上，并测量在特定条件下物表面的压痕或破裂等性质。

以下将详细介绍几种常用的硬度测试方法的原理。

1. 布氏硬度测试原理：布氏硬度测试属于间接硬度测试方法，其原理是利用一个钢球钻头（通常直径为10毫米）在被测物质表面上产生的压痕大小来衡量物质的硬度。

测试时，通过使用一个已知载荷作用在钻头上，将钻头按一定速度压入被测物表面，在一段时间后卸载，并测量产生的压痕的对角线长度。

根据这个长度值，参考布氏硬度量表，可以得到物质的硬度值。

2. 洛氏硬度测试原理：洛氏硬度测试是一种间接硬度测试方法，它基于一个钢球或钻头（通常直径为1.588毫米、3.176毫米或6.35毫米）在被测物质表面上产生的压痕大小来评估物质的硬度。

测试时，首先在被测物表面形成一个初始压痕，然后根据一定装置下的载荷作用，形成一个深度较大的压痕。

根据压痕的深度和稳定时的载荷值可以确定物质的洛氏硬度值。

3. 维氏硬度测试原理：维氏硬度测试是一种间接硬度测试方法，它基于一个金刚石或钢球钻头在被测物质表面上产生的压痕大小来估计物质的硬度。

测试时，通过对被测物质施加不同的载荷，然后测量钻头对应的压痕的长度或直径。

维氏硬度测量通常使用Vickers 硬度规进行，它将压痕的对角线长度与已知载荷下的硬度标准进行比较，从而确定物质的维氏硬度值。

4. 美国标准硬度测试原理：美国标准硬度测试方法是一种间接硬度测试方法，通过利用一个钢球钻头（通常直径为3.175毫米）在被测物质表面上产生的压痕大小来判断物质的硬度。

测试时，使用一个高度标定的试验机，通过施加不同的载荷来形成相应的压痕。

然后通过测量压痕的宽度，以及计算载荷和压痕深度之间的关系，可以计算出物质的美国标准硬度值。

一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理和常用方法。

2. 掌握布氏硬度计和洛氏硬度计的使用方法。

3. 通过实验，了解不同材料的硬度差异。

二、实验原理硬度是衡量材料抵抗局部塑性变形的能力，是材料力学性能的重要指标之一。

硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。

布氏硬度（HB）试验是利用直径一定的钢球或硬质合金球，以一定的试验力压入试样表面，保持一定时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径，根据压痕直径和试验力计算硬度值。

洛氏硬度（HR）试验是利用不同形状的金刚石或钢球压头，以一定的试验力压入试样表面，保持一定时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕深度，根据压痕深度计算硬度值。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：布氏硬度计、洛氏硬度计、试样、量具、砂纸等。

2. 试剂：无。

四、实验步骤1. 布氏硬度试验（1）将试样表面清理干净，去除氧化层。

（2）调整布氏硬度计的试验力，使其达到规定值。

（3）将试样放置在布氏硬度计的试验台上，确保试样表面与压头平行。

（4）启动布氏硬度计，使压头压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力。

（5）测量试样表面的压痕直径，计算布氏硬度值。

2. 洛氏硬度试验（1）将试样表面清理干净，去除氧化层。

（2）调整洛氏硬度计的试验力，使其达到规定值。

（3）将试样放置在洛氏硬度计的试验台上，确保试样表面与压头平行。

（4）启动洛氏硬度计，使压头压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力。

（5）测量试样表面的压痕深度，计算洛氏硬度值。

五、实验结果与分析1. 布氏硬度试验结果试样1：压痕直径为4.0mm，布氏硬度值为300HB。

试样2：压痕直径为3.5mm，布氏硬度值为250HB。

2. 洛氏硬度试验结果试样1：压痕深度为0.5mm，洛氏硬度值为60HRB。

试样2：压痕深度为0.4mm，洛氏硬度值为55HRB。

根据实验结果，可以看出试样1的硬度大于试样2。

这可能是由于试样1的成分或工艺参数与试样2不同，导致其硬度差异。

硬度测量原理
硬度是材料抵抗外力的能力，通常用来描述材料的硬度和耐磨性。

硬度测量是材料科学中的一个重要分支，它在工程领域和科学研究中有着广泛的应用。

硬度测试可以帮助工程师和科学家了解材料的性能，从而选择合适的材料用于特定的应用。

本文将介绍硬度测量的原理和常见的硬度测试方法。

硬度测试的原理是利用外部力对材料表面施加压力，然后测量材料的表面变形或者压痕的大小来确定材料的硬度。

根据不同的硬度测试方法，压痕的形状和大小也会有所不同。

常见的硬度测试方法包括洛氏硬度测试、巴氏硬度测试、维氏硬度测试和布氏硬度测试等。

洛氏硬度测试是最常见的硬度测试方法之一，它通过在材料表面施加一定载荷，然后测量压痕的直径来确定材料的硬度。

巴氏硬度测试则是利用金刚石球头对材料表面施加载荷，然后测量压痕的直径来确定材料的硬度。

维氏硬度测试和布氏硬度测试也是常见的硬度测试方法，它们分别利用金刚石锥头和钨钢球头对材料表面施加载荷，然后测量压痕的深度或者直径来确定材料的硬度。

硬度测试的原理是利用外部载荷对材料表面施加压力，然后通过测量压痕的大小来确定材料的硬度。

不同的硬度测试方法有着不同的原理和适用范围，工程师和科学家可以根据实际需求选择合适的硬度测试方法。

总之，硬度测试是材料科学中的重要分支，它可以帮助工程师和科学家了解材料的性能，从而选择合适的材料用于特定的应用。

通过对硬度测试原理的深入了解，我们可以更好地应用硬度测试方法，从而为工程和科学研究提供更准确的数据支持。

材料硬度的测试原理和计算公式硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。

材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。

硬度的测定常用压入法。

把规定的压头压入金属材料表面层，然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。

根据压头和压力不同，常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。

一、洛氏硬度1、试验原理洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。

试验时，先加初试验力，然后加主试验力。

压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。

如图所示，0－0为金刚石压头还没有和试样接触的位置。

1－1是在初试验力作用下压头所处的位置，压入深度为h1，目的是为了消除由于试样表面不光洁对试验结果的精确性造成的不良影响。

图中2－2在总试验力（初试力＋主试验力）作用下压头所处位置，压入深度为h2。

3－3是卸除主试验力后压头所处的位置，由于金属弹性变形得到恢复，此时压头实际压入深度为h3。

故由于主试验力所引起的塑性变形而使压头压入深度为h＝h3－h1。

洛氏硬度值由h的大小确定，压入深度h越大，硬度越低；反之，则硬度越高。

一般说来，按照人们习惯上的概念，数值越大，硬度越高。

因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。

并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。

由此获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号ＨＲ表示。

式中，c为常数（对于 HRC、HRA，c取0.2；对于HRB，c取0.26）。

由此获得的洛氏硬度值ＨＲ为一无名数，试验时一般由试验机指示器上直接读出。

2、常用洛氏硬度标尺及适用范围上述洛氏硬度的三种标尺中，以ＨＲＣ应用最多，一般经淬火处理的钢或工具都采用ＨＲＣ测量。