维氏硬度试验在进行NADCAP实验室认证时应注意的要点

引言实验室认证维氏硬度（包括显微维氏）时参考的审核准则是AC7101/1 《材料实验室审核准则总体要求》、AC7101/4《材料实验室审核准则金相和显微硬度》和

AC7101/5《材料实验室审核准则宏观硬度》，认证的标准是ASTM E 384-2011《材料努氏和维氏硬度试验方法》，该标准合并了ASTM E384《材料显微硬度试验方法》和ASTM E92《金属材料维氏硬度试验方法》两个标准，试验力从

1~120kgf，压头包含努氏和维氏，在本文中只讨论维氏硬度在认证时的注意要点。

程序文件1作业指导书实验室应按照最新的ASTM标准起草英文作业指导书，作业指导书经过验证应是有效地并能够正确地指导操作人员进行试验活动，作业指导书应包含

AC7101/4 REV.D和AC7101/5 REV.C中关于显微和维氏硬度要求的相关条款。2日常校准程序日常校准是指为每次开机后、力值变换后及换班后需要用与试样硬度值接近的标准块进行测量，通过计算标块的重复性R和误差E是否落在表1的误差范围内来判断仪器能够满足测试需要，重复性和误差的计算公式见公式（1）和（2），并在原始记录中记录校准结果。具体的校准步骤以单独的条款写入作业指导书中，此程序在认证时容易被忽略而导致产生不符合项。3期间核

查程序两次校准之间应使用标准硬度块对仪器进行期间核查，通过计算标块的重复性R和误差E是否落在表1允许的误差范围内来判断仪器能够满足测试需要，此程序应在作业指导书中以单独的条款列出，并需要提供期间核查记录。4如何选择感兴趣的压痕位置对于组织比较均匀的试样，不同位置的硬度值相差不大，只需按照标准中规定的压痕间距不少于2.5倍的压痕对角线长度即可，但对于组织不一致的如涂覆涂层样品、渗氮层的样品，在截面面积上从基体到涂层以一定的间隔连续打点，可测量出硬度与位置之间的关系，这时的硬度是与测量位置有关，所以在作业指导书中应添加如何选择感兴趣位置进行测量的程序，此程序在AC7101/4 REV.D条款8.6.2中有明确的要求。

仪器校准和维护硬度计应定期检定，应能溯源到国家标准，是指对直接影响测试数据的部件进行校准，包括硬度计的力值、压头、压痕测量装置、试验时间的校准，对于有X、Y 轴测量平台的仪器，也须对其进行校准，因为测量某些带涂层的样品时需要通过调节X、Y轴来实现。除此之外，还应有维氏硬度计的日常维护保养计划和记录，计划是指保养的频次，如何保养，记录是具体的实施，这些在认证时需提供见证材料。

能力验证（PT）作为监控实验室检测水平的人员比对和能力验证试验，在AC7101/1总则中明确规定维氏和显微硬度每

两年就要进行一次能力验证试验，并且维氏和显微维氏是作为两个独立的项目来进行的。第一次申请认证的实验室，须在审核前参加能力验证试验，能力验证的机构须是NADCAP 认可的，如国内的中实国金。

内部比对（IRR）作为监控实验室检测水平的人员比对和能力验证试验，在AC7101/1总则中明确规定维氏和显微硬度每两年就要进行一次内部的比对试验，并且维氏和显微维氏是作为两个独立的项目来进行的，内部比对可以是2名以上持证上岗人员间的比对或是不同仪器之间的比对。内部比对需要有程序和计划：1内部比对的程序程序中应详细地描述比对试验的目的、实施方法（人员或仪器之间的比对）、试验步骤（可参照作业指导书）、结果评定（给出相对偏差的范围）和报告。2内部比对的计划比对计划应包含参与人员、试验样品（牌号或状态）、试验程序（见2.1.1）、完成的截止日期和质量控制报告。3内部比对的记录和报告比对原始记录应包含两部分：标块的校准记录，计算标块的测试误差是否落在允许的误差范围内，对结果判定；试样的测量数据。标样或试样上的测量点不少于5个。

人员培训从事硬度测试的人员必须通过培训并且合格后才

能持证上岗，人员培训的内容包括程序文件学习、日常如何校准、期间核查实施、样品选择、测量及试验结果。当审核发现不符合项时，需要整改时应及时对试验人员进行再学习

和培训，并提供培训记录和培训结果调查表以判断培训是否达到预期的目的。

现场试验作为一项非常重要的见证试验，在认证过程中很容易产生不符合项，试验须按照作业指导严格操作，不能简化试验步骤。具体的可分为以下内容：1开机前准备准备好现场试验的样品，样品可以是客户委托，样品上应清晰地标识样品的编号，且该编号是唯一的，样品符合标准的要求；操作人员的上岗证、设备的培训记录；设备使用记录以及定期的维护保养记录，当仪器出现故障时应有维修记录以及追溯记录；实验室的温湿度记录；仪器的校准证书；期间核查记录。2日常校准按照作业指导书中的要求先在与样品硬度值比较接近的标块上进行测试。试验前先目测压头是否完好，预打一个压痕，数据不计，然后再在硬度块上至少打5个点，压痕中心之间的间距不小于2.5倍的对角线长度，压痕中心与边缘的距离不小于2.5倍的对角线长度，计算重复性和误差值是否落在允许的范围内，如果在允许范围内则可以测试试样。3样品测试按照作业指导书的要求在样品上测试5个点的硬度值，样品间距离与标块的要求一样，如果客户有特殊要求应按照客户的要求来测。

不符合项产生的原因及整改1根本原因不符合项产生的根本原因是没有认真地学习AC7101中的具体条款，认证前应当留出足够的时间来逐条地阅读相关条款，对于缺少的程序文

件应及时添加到作业指导书中，对于操作要点应严格地按照标准和审核准则中的要求来做。2整改措施产生不符项后首先进行立即整改，并追溯以前的试验记录检查是否受到影响，提出整改措施包括添加相关的程序文件，对相关人员进行培训等。结束语通过对AC7101/1 REV.E、NADCAP 7101/4 REV.D和NADCAP 7101/5 REV.C中相关内容的逐条学习及认真准备能够在实验室认证时减少不符合项的产生，并能提高实验室的综合认证水平与世界先进的测试要求接轨。

选自：《理化检验-物理分册》Vol.52 2016.12作者：张红菊，女，北京有色金属研究总院

维氏硬度计的使用方法讲解

维氏硬度计的使用方法维氏硬度的表示方法维氏硬度表示为HV ，维氏硬度符号HV 前面的数值为硬度值，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10～15S 。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。例如： 600HV30—表示采用294.2N （30kg ）的试验力，保持时间10～15S 时得到的硬度值为600。 600HV30/20—表示采用294.2N （30kg ）的试验力，保持时间20S 时得到的硬度值为600。采用正四棱锥体金刚石压头，在试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度。 1. 试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式（３－１）计算： HV = 常数×试验力/压痕表面积≈0.1891 F／d2 …………（3－1）式中：HV ————维氏硬度符号； F ―――― 试验力，N ； d ————压痕两对角线d1、d2的算术平均值，mm 实用中是根据对角线长度d 通过查表得到维氏硬度值。国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020～1.400mm 3.维氏硬度试验的分类和试验力选择维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验，即：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。表3-1维氏硬度试验的三种方法

维氏硬度试验可选用的试验力值很多，见表3-2。表3-2推荐的维氏硬度试验力试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定，试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。维氏硬度试验的优点：维氏硬度试验的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确，因此，维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的，同时它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越。维氏硬度试验测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（3000个维氏硬度单位）都可测量。维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。在中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如，当硬度值为400以下时，HV ≈HB ，如图3-2所示。维氏硬度试验的试验力可以小到10gF ，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。维氏硬度试验的缺点：维氏硬度试验效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，通常需要制作专门的试样，操作麻烦费时，通常只在实验室中使用。

金属材料硬度试验

实验一金属材料的硬度实验一、实验目的 1.了解布氏、洛氏硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及硬度数据的测试方法。二、实验原理金属的硬度可以认为是金属材料局部表面在接触压力的任用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度值是材料性能的一个重要指标。试验方法简单、迅速，不需要专门的试样，同时保持试样的完整性，设备也比较简单。而且对大多数金属材料，可以硬度值估算出它的抗拉强度。因此在设计图纸的技术条件中大多规定材料的硬度值。检验材料或工艺是否合格有时也需用硬度。所以硬度试验在生产中广泛使用。硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。压入法就是一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的硬度测试方法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。三、布氏硬度（HB ）布氏硬度用符号HB 表示。这种试验方法是把规定直径（10mm 、5mm 、2.5mm ）的硬质合金球以一定的试验力压入所测材料的表面（如图1-1所示），保持规定时间后，测量表面压痕直径（如图1-2所示），然后按下式计算硬度： ) (222d D D D P F P HBW --= = π 式中 HBW-表示用硬质合金球测试时的布氏硬度值； P-载荷（kgf ）；（1kgf ＝9.8N ） D-压头钢球直径（mm ）； d-压痕平均直径（mm ）；

F-压痕面积（mm2）；式中只有d 是变数，故只需要测出压痕直径d ，根据已知D 和P 值就可以计算出HB 值。布氏硬度习惯上不标出单位。生产中已专门制定了平面布氏硬度值计算表见附录一，用读数显微镜测出压痕直径后，直接查表就可获得HB 硬度值。图1-1 布氏硬度测量示意图图1-2 用读数显微镜测量压痕直径由于金属材料有软有硬，工件有厚有薄，有大有小，如果只采用同一种载荷和钢球直径时，就会出现对硬的材料合适，而对软的材料可能发生钢球陷入金属内部的现象；若对厚的材料合适，而对薄的材料又可能会出现压透的现象。因此为了得到统一的，可以相互比较的值，必须使P 和D 之间维持某一比值关系。这样对同一种材料而言，不论采用何种大小的载荷和钢球直径，只要能满足2 D P ＝常数，所得的HB 值是同样的；则对不同的材料来说，所得的HB 值也是可以进行比较的。按照GB231－63规定，2 D P 比值有30、10和2.5三种。具体试验数据的选择和使用范围可参考表1-1 由于硬度和强度都以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力，因而硬度和强度之间有一定的关系，其经验换算公式为：

金属材料硬度测试实验

实验报告课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人：实验时间：实验地点：x5406 报告完成时间：2 姓名：学号：班级：同组实验者：指导教师：一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。二、实验原理金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度（1）布氏硬度试验原理用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为注：布氏硬度值不标出单位布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8 。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm 的压头球。（2）布氏硬度的特点布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。压痕面积大的一个优点就是它的硬度值能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能，而不会受到个别的组成相和微小相的影响，所以说，布氏硬度试验主要用于测定灰口铸铁，轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度；压痕较大的另外一个优点就是实验的数据稳定，重复性强。但是压痕面积较大的缺点就是不能再成品上进行试验，布氏硬度的另外一个缺点就是对于不同的材料需要更换不同直径的压头球并且需要改变试验力，压痕直径的测量也会比较麻烦，所以一般不用于自动检测。（3）布氏硬度的表示方法

DIN 51917-2002 碳素材料检验.洛氏硬度检验.布式硬度试验方法.固体材料

ICS 71.060.10 Prüfung von Kohlenstoffmaterialien – H?rteprüfung nach Rockwell – Verfahren mit Kugel; Feststoffe In keeping with current practice in standards published by the International Organization for Standardization (ISO), a comma has been used throughout as the decimal marker. Ref.No.DIN 51917:2002-12 English price group 07 Sales No.0107 DEUTSCHE NORM December 2002 51917 { ?No part of this translation may be reproduced without the prior permission of DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin. Beuth Verlag GmbH , 10772Berlin, Germany, has the exclusive right of sale for German Standards (DIN-Normen).Translation by DIN-Sprachendienst. In case of doubt, the German-language original should be consulted as the authoritative text. Rockwell hardness testing of carbonaceous materials by the steel ball indentation method Continued on pages 2 to 5. Foreword The December 1997 edition of this standard has been revised by Technical Committee Prüfverfahren für Kohlenstoff und Graphit of the Normenausschuss Materialprüfung (Materials Testing Standards Committee)taking into account DIN EN ISO 6508-1 (which has superseded DIN EN 10109-1) on which it was based.Amendments This standard differs from the December 1997 edition in that the steel ball has been replaced by a hard-metal ball, details relating to the test pieces have been changed, the text has been editorially revised and refer-ences have been updated.Previous editions DIN 51917:1987-10, 1997-12. 1Scope This standard specifies a method of determining the Rockwell hardness of carbon/graphite materials, which can also be used to determine the hardness of metal/graphite materials such as those of carbon brushes for use in electrical machinery. NOTE:In this standard, the ball indentation method specified in DIN EN ISO 6508-1 has been modified to be suitable for carbonaceous materials. 2Normative references This standard incorporates, by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative references are cited at the appropriate place in the text and the titles of the publications are listed below. For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this standard only when incorporated into it by amendment or revision. For undated references, the latest edition of the publication referred to applies.DIN 1333Presentation of numerical data DIN 51200 Design and application of test piece holding devices in hardness testing machines Supersedes December1997 edition. Copyright Deutsches Institut Fur Normung E.V. Provided by IHS under license with DIN --`,,,`-`-`,,`,,`,`,,`---

实验一材料的硬度测试实验

实验一材料的硬度测试实验一、实验目的 1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解布氏、洛氏、维氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 3.通过数据处理和硬度标尺之间的换算，比较各材料之间的硬度大小，同时了解材料的种类、热处理状态对其硬度的影响。二、实验概述硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同。因而硬度值可以综合地反应压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量变形抗力。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。另外，硬度与其它机械性能（如强度指标及塑性指标）之间有一定的内在联系，所以从某种意思上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验：主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。洛氏硬度试验：主要用于金属材料热处理后的产品硬度检验。维氏硬度试验：主要用于薄板或金属表层的硬度测定以及较精确的硬度测定。显微硬度试验：主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度测定。 1.布氏硬度布氏硬度试验是将一直径为D的淬火钢球或硬质合金球，在规定的试验力F作用下压入被测金属表面，保持一定时间t后卸除试验力，并测量出试样表面的压痕直径d，根据所选择的试验力F、球体直径D 及所测得的压痕直径d的数值，求出被测金属的布氏硬度值HBS或HBW，布氏硬度的测试原理如图1-1所示。图1-1布氏硬度的测试原理图在试验测量时，可由测出的压痕直径d直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测的布氏硬度值。在进行布氏硬度试验时，球体直径D、施加的试验力F和试验力的保持时间t都应根据被测金属的种类、硬度范围和试样的厚度范围进行选择。布氏硬度试验规范如表1-1所示。表1-1布氏硬度试验规范

维氏硬度检测细则

显微维氏硬度检测细则 1、试用范围本细则适用于维氏硬度压痕对角线长度范围为～。 2、原理将顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压入试样表面，保持规时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度。维氏硬度值与试验力除以压痕表面积的商成正比，压痕被视为具有正方形基面并与压头角度相同的理想形状。 3、符号和说明维氏硬度用HV表示，符号之前为硬度值，符号之后按如下顺序排列： 640 HV 30/20 640：硬度值 HV：硬度符号 30：实验力 20：实验力保持时间 4、试样

试件表面应平坦光滑，试验面上应无氧化皮及外来污物，尤其不应有油脂，除非在产品标准中另有规定。试验表面的质量应保证压痕对角线长度的测量精度，建议试验表面进行表面抛光处理。制备试样时应使由于过热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小。由于显微维氏硬度压痕很浅，加工试样时建议根据材料特性采用抛光/ 电解抛光工艺。试样或试验层厚度至少应为压痕对角线长度的倍，试验后试样背面不应出现可见变形压痕。对于在曲面试样上试验的结果，应修正。对于小截面或外形不规则的试样，可将试样镶嵌或使用专用试验台试验。 5、试验程序试验一般在10℃-35℃室温下进行，对温度要求严格的试验，室温应为23℃±5℃。试验台清洁且无其他污物（氧化皮、油脂、灰尘等）。试样应稳固地放置于刚性实验台上以保证实验过程中试样不产生位移。使压头与试样表面接触，垂直于试验面施加试验力，加力过程中不应有冲击和振动，直至将试验力施加至规定值。从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2s-8s之间。对于小力维氏硬度试验和显微维氏硬度试验，加力过程不能超过10s且压头下降速度应不大于s。对于显微维氏硬度试验，压头下降速度应在15μm/s-70μm/s之间。

硬度测量实验报告

硬度测量实验报告 Prepared on 22 November 2020

硬度测量实验报告一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法； 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法；二、实验设备洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块三、实验原理 1.硬度是表示材料性能的指标之一，通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体（金刚石压头或钢球）压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行，又无损于零件，因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有：洛氏硬度计，主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计，应用于黑色、有色金属材料检验，也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2.洛氏硬度洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。图：未加载荷，压头未接触试件时的位置。

2-1：压头在预载荷P0作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3：去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置，压头压入试样的深度为 h1。由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则洛氏硬度值为： 3.布氏硬度布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D（mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根据 d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。测量范围为8~650HBW 由于金属材料有硬有软，被测工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一种标准的试验力F和压头直径D，就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。因此，在生产中进行布氏硬度试验时，要求能使用不同大小的试验力和压头直径，对于同一种材料采用不同的F和D进行试验时，能否得到同一的布氏硬度值，关键在于压痕几何形状的相似，即可建立F和D的某种选配关系，以保证布氏硬度的不变性。特点：一般来说，布氏硬度值越小，材料越软，其压痕直径越大；反之，布氏硬度值越大，材料越

维氏硬度以HV表示

维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。 1、钢材的硬度：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC 较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度；布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

材料硬度对照表

本文由hwb2008joy贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。硬度对照表根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。如果您要查的抗拉强度>1000N/mm2，或者维氏硬度>310HV，或者布氏硬度>300HB，或者洛氏硬度>32HRC，请查本表第二页抗拉强度维氏硬度布氏硬度洛氏硬度Rm HV HB HRC N/mm2 250 80 76.0 270 85 80.7 285 90 85.2 305 95 90.2 320 100 95.0 335 105 99.8 350 110 105 370 115 109 380 120 114 400 125 119 415 130 124 430 135 128 450 140 133 465 145 138 480 150 143 490 155 147 510 160 152 530 165 156 545 170 162 560 175 166 575 180 171 595 185 176 610 190 181 625 195 185 640 200 190 660 205 195 675 210 199 690 215 204 705 220 209 file:///D|/材料强度硬度对照表/Rm2HRC.htm（第 1／2 页）2007-11-26 10:53:14 硬度对照表 720 225 214 740 230 219 755 235 223 770 240 228 20.3 785 245 233 21.3 800 250 238 22.2 820 255 242 23.1 835 260 247 24.0 850 265 252 24.8 865 270 257 25.6 880 275 261 26.4 900 280 266 27.1 915 285 271 27.8 930 290 276 28.5 950 295 280 29.2 965 300 285 29.8 995 310 295 31.0 硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。下面是本站根据由实验得到的经验公式制作的快速计算器，有一定的实用价值，但在要求数据比较精确时，仍需要通过试验测得。 file:///D|/材料强度硬度对照表/Rm2HRC.htm（第 2／2 页）2007-11-26 10:53:14 硬度对照表如果您要查的抗拉强度<=1000N/mm2，或者维氏硬度<=310HV，或者布氏硬度<=300HB，或者洛氏硬度<=32HRC，请查本表第一页抗拉强度维氏硬度布氏硬度洛氏硬度 Rm HV HB HRC N/mm2 1030 320 304 32.2 1060 330 314 33.3 1095 340 323 34.4 1125 350 333 35.5 1115 360 342 36.6 1190 370 352 37.7 1220 380 361 38.8 1255 390 371 39.8 1290 400 380 40.8 1320 410 390 41.8 1350 420 399 42.7 1385 430 409 43.6 1420 440 418 44.5 1455 450 428 45.3 1485 460 437 46.1 1520 470 447 46.9 1555 480 (456) 47.7 1595 490 (466) 48.4 1630 500 (475) 49.1 1665 510 (485) 49.8 1700 520 (494) 50.5 1740 530 (504) 51.1 1775 540 (513) 51.7 1810 550 (523) 52.3 1845 560 (532) 53.0 1880 570 (542) 53.6 1920 580 (551) 54.1 1955 590 (561) 54.7 1995 600 (570) 55.2 2030 610 (580) 55.7 file:///D|/材料强度硬度对照表/Rm2HRC-2.htm（第 1／2 页）2007-11-26 10:53:33 硬度对照表 2070 620 (589) 56.3 2105 630 (599) 56.8 2145 640 (608) 57.3 2180 650 (618) 57.8 660 58.3 670 58.8 680 59.2 690 59.7 700 60.1 720 61.0 740 61.8 760 62.5 780 63.3 800 64.0 820 64.7 840 65.3 860 65.9 880 66.4 900 67.0 920 67.5 940 68.0 硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。下面是本站根据由实验得到的经验公式制作的快速计算器，有一定的实用价值，但在

维氏硬度计的原理和试验方法

维氏硬度计的原理：采用正四棱锥体金刚石压头，在试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度。试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式（3－1）计算：HV = 常数×试验力/压痕表面积≈0.1891 F／d2…………（3－1）式中：HV ————维氏硬度符号； F ――――试验力，N； d ————压痕两对角线d1、d2的算术平均值，mm 实用中是根据对角线长度d通过查表得到维氏硬度值。国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为～1.400mm 维氏硬度的表示方法维氏硬度表示为HV，维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10～15S。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。例如： 600HV30—表示采用（30kg）的试验力，保持时间10～15S时得到的硬度值为600。 600HV30/20—表示采用（30kg）的试验力，保持时间20S时得到的硬度值为600。维氏硬度试验的分类和试验力选择维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验，即：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。见表表维氏硬度试验的三种方法维氏硬度试验可选用的试验力值很多，见表

试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定，试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。维氏硬度试验的优点维氏硬度试验的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确，因此，维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的，同时它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越。维氏硬度试验测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（3000个维氏硬度单位）都可测量。维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。在中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如，当硬度值为400以下时，HV≈HB。维氏硬度试验的试验力可以小到10gF，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。维氏硬度试验的缺点维氏硬度试验效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，通常需要制作专门的试样，操作麻烦费时，通常只在实验室中使用。维氏硬度计的应用维氏硬度试验主要用于材料研究和科学试验方面小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度，表面硬化层硬度和有效硬化层深度，镀层的表面硬度，薄片材料和细线材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于试验力很小，压痕也很小，试样外观和使用性能都可以不受影响。显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度，用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试，零件厚度可薄至3μm

实验一---材料的硬度测试

实验一材料的硬度测试一、实验目的掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。掌握显微镜硬度的测试方法及原理。给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方法。二、实验原理金属材料的硬度可以认为是金属材料表面局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力，是表征材料性能的一个综合参量。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。硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程度的相对数量概念。硬度的实验方法有十多种，基本可分为压入法和刻划法两大类。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等，它们只是一些不同的实验方法而已，没有什么必然的内在关系。压入法硬度实验有以下几方面的优点，导致它在生产和科研中的广泛应用： 1、硬度实验设备简单，操作迅速方便； 2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件，无须加工专门的试样，而且实验时一般不会破坏成品零件； 3、作为一种综合的性能参量，硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系，从一定程度上，可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。如：金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系：бb=K*HB 式中：бb—材料的抗拉强度； K—系数，取值见表一； HB—布氏硬度。 4、材料的硬度还与工艺性能之间有联系，可以作为评定材料工艺性能的参考； 5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和控制冷热加工质量。（一）布氏硬度：布氏硬度实验是对试样施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入试样表面保持一

硬度测量方法

·硬度知识材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,也是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质得刚件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄的材料、硬的材料和成品件的硬度。维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。 1、钢材的硬度：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ V A（冲击速度）。便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度；布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷

布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍

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。如500HBＷ5/750，即表示用5mm的硬质钢球作压头，在750kgf(735N)的试验力作用下，保持时间为01－15s后所测得的硬度值为500。淬火钢球用于测定硬度HBS＜450的金属材料，如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。为了避免压头变形，可用硬质合金球压头，它适用于测试HBW＜650的金属材料。（我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。 3、试验的优缺点布氏硬度试验的优点是：试验时使用的压头直径较大，在试样表面上留下压痕也较大，测得的硬度值也较准确。布氏硬度试验的缺点是：对金属表面的损伤较大，不易测试太薄工件的硬度，也不适于测定成品件的硬度。布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料（如铸铁）硬度

维氏硬度计

维氏硬度计科技名词定义中文名称：维氏硬度计英文名称： Vickers hardness tester 定义：用于测定材料维氏硬度值的硬度计。应用学科：机械工程（一级学科）；试验机（二级学科）；材料试验机-材料试验机名称（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片维氏硬度计维氏硬度试验方法是英国史密斯（R.L.Smith）和塞德兰德（C.E.Sandland）于1925年提出的。英国的维克斯—阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司试制了第一台以此方法进行试验的硬度计。目录时代欧普维氏硬度计维氏硬度计的起源: 维氏硬度计试验原理维氏硬度计分类维氏硬度计试验的分类维氏硬度计的表示方法维氏硬度计的应用维氏硬度计试验的优点时代欧普维氏硬度计维氏硬度计的起源: 维氏硬度计试验原理维氏硬度计分类维氏硬度计试验的分类维氏硬度计的表示方法维氏硬度计的应用维氏硬度计试验的优点维氏硬度计试验的缺点展开编辑本段时代欧普维氏硬度计时代欧普维氏硬度计以49.03～980.7N的负荷,将相对面夹角为136°的

时代欧普维氏硬度计方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷﹤1.949.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷﹤1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。编辑本段维氏硬度计的起源: 维氏硬度计简介维氏硬度计的试验力比较多，因此维氏硬度计的应用也比较广泛。其它硬度计能测的材料或工件，只要工件表面的粗糙度符合标准。维氏硬度计都可以检测。维氏硬度计通过步进电机，对工件表面进行打压，之后再由读数显微镜测量压痕的对角线的长度。之后利用对角线及试验力的一个换算关系来测得维氏硬度。另外可以安装维氏硬度计测量软件，通过电脑显示屏来显示图像，操作测量硬度值更方便和快捷。维氏硬度计一般分类三种: 一.维氏硬度计一般指最大负荷在10-50公斤的维氏硬度试验机二.小负荷维氏硬度计一般指最大负荷在5公斤的维氏硬度试验机三.显微维氏硬度计一般指最大负荷在1公斤的维氏硬度试验机编辑本段维氏硬度计试验原理试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值计算公式：HV = 常数×试验力/压痕表面积≈0.1891 F／d2 …………式中：HV ――― 维氏硬度符号；F ――― 试验力（单位N）；d ――― 压痕两对角线d1、d2的算术平均值（单位mm）。实用中是根据对角线长度d通过查表可得到维氏硬度值。国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020～1.400mm。见上面维氏硬度计试验原理图示。编辑本段维氏硬度计分类一、显微硬度计二、数显显微硬度计三、数显维氏硬度计四、小负荷维氏硬度计五、视屏测量显微硬度计六、数显触摸屏显微硬度计七、自动测量维氏硬度计八、自动转塔维氏硬度计编辑本段维氏硬度计试验的分类维氏硬度计按试验力大小的不同，细分为三种试验：