硬度测试的概念

在过去的250年中，使用不断改进的方法对绝大多数材料（尤其是金属）的硬度进行了研究。常用的硬度测试方法可提供重要且有意义的具有高参考价值的材料参数。与通过*系列测试确定的其他材料科学参数（例如拉伸强度和抗压强度）*起，可以提供决定性的评估标准。

材料和硬度测试方法的意义何在？*处是什么？

让我们考虑所获得的信息及其对建筑，航空航天技术，汽车制造，质量保证，材料故障分析以及其他生产和工业领域的重要性。对这些材料特性的确定，为从纯净材料到准备*的样品以及由它们制成的产品等各种类型的组件的耐用性，强度，柔韧性和性能提供了宝贵的知识。

硬度测试是材料测试的*种常见形式。它相对容易执行，通常是最少的或无损的，并且与其他材料测试方法相比，所需的设备便宜。此外，通常无需更改即可直接在组件上执行。随着电子技术和计算机技术的进步，测试方法和设备得到了显着改善。硬度测试的早期形式包括简单的划痕测试。这些测试基于*根杆的*端到另*端的硬度增加。试样硬度水平的决定因素是被刮擦的试样可能在其中形成划痕的杆的长度。后来的硬度测试形式包括用金刚石划伤材料表面并测量划痕的宽度。结果，**个穿透测试是用钢球在力的作用下压入材料中进行的。随着生产需求的增加和化的开始，已经开发了越来越多的精制工艺和机器。重工业的需求，整个结构的失败以及不断增长的基础设施都需要**而有效的测试程序。最近，硬件，电子设备和软件的重大进步导致了硬度测试仪的飞跃，该测试仪速度快，

压痕硬度测试到底是什么？

最基本和见的定义是材料对**塑性变形的抵抗力。虽然其他类型的硬度测试（例如回弹，电磁和超声测试）用于各种应用程序中，并使用其他技术确定硬度，但是渗透测试是*种可靠，可管理且通常可以理解的测试过程。在此，经过*定时间后，将具有特殊几何形状和已定义属性的压头压入材料中。然后，在压痕或压痕上测量深度或其他几何尺寸。对于较软的材料，这些尺寸较大。常用的硬度测试方法是洛氏硬度（穿透深度或未检测到的压痕），努氏/维氏硬度和布氏硬度（穿透表面）。罗克韦尔法是*种使用泛的方法，因为其结果快速，通常用于金属和合金。努氏和维氏工艺更适合于薄材料，涂层和嵌入式金相零件。布氏工艺适用于铸铁，铝以及钢结构中的应用。某些硬度测试可以在几秒钟内用手持设备进行。硬度测试过程中产生的压痕可以通过打磨消除，也可以很小，以至于不影响组件的功能或外观。因为测试是在组件本身上进行的，

这些常见的硬度测试程序如何进行？

洛氏硬度测试基于因施加的总力或主力较高而导致的测得的压头附加穿透深度与先前有效（较低）预紧力导致的穿透深度之间的反比。在开始时，施加较小的力并定义零参考位置。然后施加主力，并在*定时间后将其返回到预力。所确定的洛氏数是在施加主力的情况下从零基准位置开始测量的穿透深度。塑料的整个有效期限为几秒到15秒。罗克韦尔测试可快速直接地为您提供结果，而无需进行进*步的尺寸测量。见的压头类型是研磨至120°的金刚石锥，用于测试硬化的钢或硬金属。直径从1/16到1/2的碳化钨球通常用于测试较软的材料。压头和测试力的组合确定了洛氏标尺。这些组合产生30种不同的音阶。完整的洛氏硬度包括确定的硬度值，后跟字母HR和参考刻度。例如，HRC硬度为63时，洛氏C等级的硬度为63。较高的值表示较硬的材料，例如硬化钢或碳化钨。这些可以达到高达70 HRC的HRC值。

微观或宏观硬度测试（通常称为努氏或维氏测试）包括将具有*定形状的压头压入测试表面。与洛氏测试不同，努氏或维氏测试仅施加单个测试力。然后使用高分辨率显微镜结合螺纹测量目镜或最近使用自动图像评估软件来测量最终的印痕或非退缩区域。努氏钻石可产生细长的菱形印象，其长和短对角线的比例约为7：1。努氏测试主要称为显微硬度测试或显微渗透硬度测试。通常以10-1000 g的测试力进行测试，小测试区域或脆性材料，因为在短对角线区域仅发生最小的材料变形。维氏钻石可形成金字塔形的方形印象，深度约为对角线长度的1/7。为了满足所有测试要求，维氏测试有两个明显分开的测试力范围，即微型范围（10至1000 g）和宏观范围（1至100 kg）。两个区域的压头均相同，因此维氏硬度范围在金属的整个硬度范围（通常为100 HV至1000 HV）中是连续的。维氏测试主要称为宏观渗透测试，适用于更广泛的材料，包括表面硬化和钢制部件。使用维氏，压痕对表面质量的敏感性不如努氏工艺。在两种测试方法中，均使用公式确定硬度值，该公式使用从表面获得的尺寸和施加的测试力。如今，确定努氏硬度和维氏硬度值的*种更方便，更通用的方法是使用表格，电子计算机或电子图像评估方法。

另*种常见的硬度测试方法是布氏硬度测试，包括使用直径为5或10 mm（通常在500至3000 kgf之间）的碳化钨球在10到30秒的时间内施加恒定的载荷或力。负载的持续时间可确保金属流已结束。在特定应用中有时会使用较小的力和较小的直径的球。*像努氏和维氏方法*样，布氏方法仅施加单个测试力。卸下负载后，使用低分辨率显微镜或自动测量设备以mm为单位测量圆形压痕。通常使用布氏工艺 在较低的力下测量铝和铜合金，或在较高的力下测量钢和铸铁。通常不使用布氏法测量其他材料或高硬度钢。由于压头的尺寸和所施加的高力，布氏测试有时对于评估表面性能特别有用。布氏机械通常设计用于固定大型零件，例如电动机或大口径管道的铸件。由于压头的尺寸和所施加的高力，布氏测试有时对于评估表面性能特别有用。布氏机械通常设计用于固定大型零件，例如电动机或大口径管道的铸件。由于压头的尺寸和所施加的高力，布氏测试有时对于评估表面性能特别有用。布氏机械通常设计用于固定大型零件，例如电动机或大口径管道的铸件。

硬度测试在材料测试，质量保证和零件验收中起着重要作用。在评估热处理，微观结构或部件质量时，我们依靠相应的数据来评估材料是否具有预期用途的预期性能。由于可以在硬度测试的结果和所需的材料特性之间建立关联，从而准确地产生此数据，因此硬度测试已在许多工业和研究应用中使用。她在那里可以确保我们每天使用的物品中的材料有助于高度发展，高效和安全的世界。