各种硬度测试方法

二 硬 度

1、硬度试验

1.1硬度（hardness ）

材料抵抗弹性变形、塑性变形、划痕或破裂等一种或多种作用同时发生的能力。 最常用的有：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度、 肖氏硬度等。

1.2布氏硬度试验（Brinell hardness test ）

对一定直径的硬质合金球加规定的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径。布氏硬度与试验力除的压痕表面积的商成正比。

HBW=K ·)(222d D D D F

−−π

式中：HBW ——布氏硬度；

K ——单位系数 K=0.102；

D ——压头直径mm ；

F ——试验力N ；

D ——压痕直径mm 。

标准块硬度值的表示方法，符号HBW 前为硬度值，符号后按顺序用数字表示球压头直径（mm ），试验力和试验力保持时间（10~15S 可不标注）。如350HBW5/750。表示用直径5mm 的硬质合金球在7.355KN 试验力下保持10~15S 测定的布氏硬度值为350，600HBW1/30/20表示用直径1mm 的硬质合金球在294.2N 试验力下保持20S 测定的布氏硬度值为600。

1.3洛氏硬度试验（Rockwell hardness test ）

在初试验力F 。及总试验力F 先后作用下，将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力F 1，测量在初试验力下的残余压痕深度h 。 HR=N-s

h 式中：HR ——洛氏硬度；

N ——给定标尺的硬度常数；

H ——卸除主试验力后，在初试验力下压痕残留的深度（残余压痕深度）；mm ； S ——给定标尺的单位；mm 。

A 、C 、D 、N 、T 标尺N=100，

B 、E 、F 、G 、H 、K 标尺N=130；A 、B 、

C 、

D 、

E 、

F 、

G 、

H 、K 标尺S=0.002。

N 、T 标尺S=0.001。

A 、C 和D 标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR 和使用的标尺字母表示。

59HRC 表示用C 标尺测得的洛氏硬度值为59。

B 、E 、F 、G 、H 和K 标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR 、使用的标尺和球压头代号（硬质合金球为W ，钢球为S ）。

注：在JJG112—2003“金属洛氏硬度计检定规程”中规定用钢球时，其符号后面不加S 。

60HRBW 表示用硬质合金球压头在B 标尺上测得的洛氏硬度值为60。

N 标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号、试验力数值（总试验力）和使用的标尺表示。 70HR30N 表示用总试验力294.2N 的30N 标尺测得的表面洛氏硬度值为70。

T 标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号HR 、试验力数值（总试验力）、使用的标尺和压头代号表示。

40HR30TW 表示用硬质合金球压头在总试验力为2942N 的30T 标尺测得的表面洛氏硬度值为40。

1.4维氏硬度试验（Vickers hardness test ）

将顶部两相对面夹角为136°的正面棱锥体金刚石压头用试验力压入试样表面，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。

维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得的商，压痕被视为具有正方形基面与压头角度相同的理想形状。

HV=常数×压痕表面积

试验力 =0.1022

21891.02136sin 2d F d F ≈o

式中：HV ——维氏硬度；

F ——试验力，N ；

d ——压痕两对角线长度的算术平均值，mm 。

维氏硬度用HV 表示，HV 前面的数字为硬度值，符号后按顺序用数字表示试验力F 和试验力保持时间（10~15S 可以不标注）。如640HV30表示试验力F 为294.2N 保持10~15S

测定的维氏硬度值为640；640HV30/20表示试验力F 为29.2.4N 保持20S 测定的维氏硬度值为640。

试验力F ≥49.03N ，为维氏硬度试验；

试验力1.961N ≤F ＜49.03N ，为小负荷维氏硬度试验；

试验力0.09807N ≤F ＜1.961N ，为显微维氏硬度试验。

1.5努氏硬度试验（Knoop hardness test ）

将顶部两相对面具有规定角度的菱形棱锥体金刚石压头用试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面痕长对角线的长度。

努氏硬度与试验力除以压痕投影面积所得的商成正比，压痕被视为具有与压头顶部角度相同的菱形基面棱锥体形状。

HK=常数×c

d F ⋅×=2102.0压痕投影面积试验力 =0.102×

22451.17028.0d F d F = 式中：HK ——努氏硬度；

C ——压头常数；C=2tan 22tan

a β

，a 及β是相对棱边之间的夹角； F ——试验力，N ；

d ——压痕长对角线长度，mm 。

努氏硬度用HK 表示，HK 前面的数字为硬度值，符号后按顺序用数字表示试验力和试验力保持时间（10~15S 可以不标注）。如640HK0.1表示在试验力为0.9807N 保持10~15S 测定的努氏硬度值为640。640HK0.1/20表示在试验力为0.9807N 保持20S 测定的努氏硬度值为640。

1.6肖氏硬度试验（Shore hardness test ）

将固定形状的金刚石冲头从固定的高度h 。落在试样表面上，冲头弹起一定高度h,用h 与h 。的比值计算肖氏硬度值 HS=K o

h h 式中：HS ——肖氏硬度；

K ——肖氏硬度系数；