硬度试验标准
硬度实验
(5) 有色金属；
(6) 硬质合金。
谢谢！ 请批评指正！
• 金属硬度实验方法国家标准及使用范围
标准编号 标准名称 使用范围
GB231-84
金属布氏硬度试验方法
用于黑色、有色金属的原材料检验，也可 用于退火、正火钢铁试件的硬度测试
GB230-83
金属洛氏硬度试验方法
主要用于热处理后金属材料的性能检测
GB4340-84
金属维氏硬度试验方法
用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及 较精确的硬度测定 主要用于测定金属的组织组成物或组成相 的硬度
• 2 、布氏硬度测定的技术要求 • 试样表面要与试验台平行，并有一定的光洁度，以使压痕边
缘清晰，保证精确测量压痕直径d。
• 压痕应距试样边缘＞D（钢球直径），两压痕之间的距离＞ 2D。 • 测定压痕直径时，应在相互垂直的方向上测量直径，取其平 均值为d。
• 为表明试验条件，可在HB值后标注D/P/T，如HB 10/3000/10
140-450 黑色 金属 小于140
P=30D2
10
大于6 6-3 小于3 6-3 4-2 小于2
9-3 6-3 小于3 大于6 6-3 小于3
P=10D2
10 5 2.5 10 5 2.5
10 5 2.5 10 5 2.5
3000 750 187.5 3000 750 187.5
3000 750 187.5 3000 750 187.5
4) 在试件允许的情况下，一般选不同部位
至少测试三个硬度值，取平均值，取平 均值作为试件的硬度值。 5 )对形状复杂的试件要采用相应形状的垫 块，固定后方可测试。对圆试件一般要 放在V形槽中测试。 6) 加载时动作要轻稳，加载时不能移动试 样或转动压头。
硬度测试标准
硬度测试标准硬度测试是材料力学性能测试的重要方法之一，用于衡量材料的硬度和耐磨性。
硬度测试标准是指对材料硬度进行测试时所需遵循的规范和标准。
不同材料的硬度测试标准可能会有所不同，下面将介绍一些常见的硬度测试标准及其应用。
1. 洛氏硬度测试标准。
洛氏硬度测试是一种常用的金属硬度测试方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕面积来表示硬度大小。
洛氏硬度测试标准主要包括洛氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
2. 布氏硬度测试标准。
布氏硬度测试是另一种常用的金属硬度测试方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕深度来表示硬度大小。
布氏硬度测试标准主要包括布氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
3. 维氏硬度测试标准。
维氏硬度测试是用于测定金属材料硬度的一种常用方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕直径来表示硬度大小。
维氏硬度测试标准主要包括维氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
4. 硬度测试标准的应用。
硬度测试标准的应用范围非常广泛，涉及到金属材料、非金属材料等各个领域。
在工程实践中，合理选择和正确应用硬度测试标准对于评定材料的硬度和耐磨性具有重要意义。
只有严格按照硬度测试标准进行测试，才能确保测试结果的准确性和可靠性。
5. 硬度测试标准的发展。
随着材料科学技术的不断发展，硬度测试标准也在不断完善和更新。
新的测试方法、新的测试设备不断涌现，为硬度测试提供了更多的选择和可能。
同时，也有更多的行业标准和国际标准对硬度测试提出了更高的要求，以适应不断变化的市场需求和科技发展。
总结。
硬度测试标准是衡量材料硬度和耐磨性的重要依据，严格遵循硬度测试标准对于测试结果的准确性和可靠性至关重要。
各种硬度测试方法和标准的应用需要根据具体材料的特性和测试要求进行选择和确定，以确保测试结果的准确性和可比性。
硬度测试标准
硬度测试标准硬度测试是材料科学中非常重要的一项测试，它可以用来衡量材料的硬度，从而评估材料的强度、耐磨性和耐久性。
在工程领域和制造业中，硬度测试被广泛应用于材料的质量控制和产品性能评估。
为了确保测试结果的准确性和可比性，国际上制定了一系列硬度测试标准，以规范测试方法和程序。
本文将介绍几种常见的硬度测试方法和相关的国际标准。
首先，我们来介绍洛氏硬度测试。
洛氏硬度测试是最常见的一种金属硬度测试方法，它通过在金属表面施加一定压力，然后测量压痕的直径来确定材料的硬度。
根据国际标准ASTM E18，洛氏硬度测试分为三个等级，B级适用于软金属，C级适用于中等硬度的金属，而A级适用于特别硬的金属。
在进行洛氏硬度测试时，需要严格按照标准操作程序进行，以确保测试结果的准确性和可靠性。
除了洛氏硬度测试，布氏硬度测试也是一种常用的金属硬度测试方法。
布氏硬度测试是通过在金属表面施加一定载荷，然后测量压痕的对角线长度来确定材料的硬度。
根据国际标准ASTM E10，布氏硬度测试分为三个等级，HBW（钨球硬度）、HBS（硬质合金球硬度）和HBT（硬质合金圆锥硬度）。
不同等级的测试方法和规范略有不同，使用时需严格遵守相关标准要求，以确保测试结果的准确性和可比性。
除了金属硬度测试，岩石和混凝土等非金属材料的硬度测试也非常重要。
在这方面，莫氏硬度测试是一种常用的方法。
莫氏硬度测试是通过用一系列硬度标准石对待测材料进行划痕，然后根据划痕的大小和深浅来确定材料的硬度。
国际标准ISO 5733规定了莫氏硬度测试的方法和程序，包括标准石的选择、试验条件的设定等内容，使用时需要严格按照标准要求进行。
总的来说，硬度测试标准对于确保测试结果的准确性和可比性非常重要。
在进行硬度测试时，我们应该严格遵守相关的国际标准，选择合适的测试方法和设备，并严格按照标准操作程序进行。
只有这样，我们才能获得准确可靠的测试结果，为工程设计和产品制造提供可靠的数据支持。
硬度标准_精品文档
硬度标准在材料科学和工程领域，硬度是一个非常重要的性质，用于描述材料的抗压能力和耐磨性。
硬度测试是一种常见的材料性能测量方法，用于评估材料的强度和耐磨性。
硬度测试是基于试样表面对外施加压力的能力来确定材料的硬度。
硬度标准是为了确保硬度测试的一致性和可比性而制定的一系列规定。
在进行硬度测试之前，需要了解和遵守适用的硬度标准，以确保测试结果的准确性和可靠性。
硬度标准的制定依赖于多种因素，包括材料类型、测试方法和应用领域等。
下面将介绍几种常见的硬度标准。
1. 布氏硬度标准（Rockwell硬度标准）：布氏硬度是一种常用的硬度测试方法，广泛应用于金属材料的硬度测量。
布氏硬度标准定义了硬度等级和测试过程，包括试验荷载、压头规格和读数方法等。
布氏硬度标准具有简单、快速和准确的特点，适用于各种金属材料。
2. 维氏硬度标准（Vickers硬度标准）：维氏硬度是一种常见的微硬度测试方法，主要用于测量金属和陶瓷等脆性材料的硬度。
维氏硬度标准定义了硬度比例、试验荷载和压头形状等参数，以确保测试结果的准确性和可比性。
维氏硬度标准具有高精度和广泛适用性的优点，被广泛用于材料科学和工程的研究领域。
3. 岌柏硬度标准（Brinell硬度标准）：岌柏硬度测试是一种常用的金属硬度测试方法，适用于测量各种金属材料的硬度。
岌柏硬度标准规定了试验荷载、压头规格和硬度读数方法等参数，以确保测试结果的准确性和可靠性。
岌柏硬度标准具有简单、直观和可靠的特点，被广泛应用于金属材料的硬度测量。
硬度标准的制定和使用对于确保测试结果的准确性和可靠性非常重要。
在进行硬度测试之前，需要仔细了解和遵守适用的硬度标准，包括试验荷载、测试方法和读数方法等。
同时，还需注意硬度测试设备的校准和维护，以确保测试结果的准确性和可靠性。
此外，硬度标准还可以根据不同的材料类型和应用领域进行定制和调整。
例如，针对特定材料的硬度标准可以有相应的修改和补充。
同时，还可以根据材料的硬度特性和测试要求，选择适合的硬度测试方法和标准。
硬度测试标准
硬度测试标准
硬度测试是指在材料物理力学性能评价中，根据一定的方法，采用特
定的试验设备，施以一定的负荷，在确保测量结果准确的基础上，以最短
的时间、最低的成本求得耐受负荷的能力，以度量材料的硬度的试验方法。
常用的硬度测试标准有Vickers硬度计、Brinell硬度计、Rockwell
硬度计等。
Vickers硬度计是以钢制和金属薄板均匀负荷下钢尖及金刚石尖施加
短时负荷加载材料，测试结束后深度由放大镜检测，多测几次取平均值，
然后根据数字转换表换算出硬度值。
Brinell硬度计是采用钢球与样品表面接触，以某一特定负荷加载，
加载负荷持续10秒，负荷后用放大镜观察模具与样品之间的接触表面，
求出模具的半径，并以此计算出硬度值。
Rockwell硬度计是采用圆柱形金刚石尖，以某一特定负荷加载，负
荷后读出深度，使用数字转换表换算出硬度值，可以检测出低硬度和高硬
度的材料。
硬度检测标准
硬度检测标准
2.1硬度检测：
2.1.1肖氏硬度检测标准：
原GB/T 4341-2001《金属肖氏硬度试验方法》现被GB/T 4341.1-2014《金属肖氏硬度试验方法》替代。
2.1.2肖氏硬度（回跳硬度）
原理：金刚石圆头或钢锭球的标准冲头从一定高度h0自由下落到试件表面，因试件的弹性变形使其回跳到某高度h，用两个高度的比值计算肖氏硬度值HS=Kh/h0 ，HS为肖氏硬度，K为肖氏硬度系数，C型肖氏硬度计K=104/65 ；D型肖氏硬度计K=140。
2.1.3肖氏硬度应用范畴、优点及不足
主要用于检验大型工件：轧辊、机床床面、导轨，曲轴、大齿轮等的硬度。
优点：操作简便，测量迅速，压痕小，携带方便，可到现场进行测试等。
缺点：测定精度较低，重复性差。
另弹性模数不同的材料，其结果不能相互比较。
2.1.4肖氏硬度的检测方法及现场检测准则
对新入厂和在役轧辊应定期进行一次硬度检测，硬度检测选用里氏硬度计（转换成肖氏硬度值），每次检测前应对硬度计进行校验，检测方法为：任选一条母线等分为5个检测点，每个点检测5次（应垂直辊面释放冲头）取其平均值作为该区的硬度值检测值并记录，轴颈及托肩部位以同样的方式进行检测，每支轧辊原则上需要检测1-2条母线，记录各点的硬度检测值。
硬度检测值应以双方技术协议作为参考，存在异议情况进行沟通确认。
硬度 标准
硬度标准
硬度标准是用于评估材料硬度的标准或准则。
硬度的测量和表示方法有多种，包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
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）压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（d）。
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，单位是N/mm²(MPa)。
洛氏硬度（HR）：用金刚石圆锥或淬火钢球在规定载荷和预加载荷先后作用下压入材料表面，然后卸去载荷，测量材料表面压痕的直径，并根据洛氏硬度公式得出硬度值。
维氏硬度（HV）：用一个相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石标准头，在规定载荷作用下压入被测材料表面，用材料压痕凹面的中心所受压力大小来表示材料硬度。
除了以上三种常用的硬度标准外，还有一些其他的硬度表示方法，如肖氏硬度、里氏硬度等。
不同的硬度标准适用于不同的材料和测试条件，因此在选择硬度标准时需要根据具体情况进行选择。
硬度标准
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。
一、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/mm2MPa。
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：120HBS10/1000130：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）。
二、洛氏硬度（HK）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。
上述三个标尺适用范围如下：HRA（金刚石圆锥压头）20-88HRC（金刚石圆锥压头）20-70HRB（直径1.588mm钢球压头）20-100洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。
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大致相当于维氏 390 – 900 硬度 应用
薄板、硬质合金` 淬 火 钢 、 调 质 钢 低 中 碳 钢 、 退 火 表面淬火等 等 钢、铜合金、硬 铝合金等
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.2 洛氏硬度试验 (GB230-63)
l
计算公式
h1 h0 HRA 100 0.002
h1 h0 HRB 130 0.002
h1 h0 HRC 100 0.002
h0 ---- 初负荷作用下的压痕深度 mm. h1 ---- 加上主负荷并卸除, 而保留初负荷时的压痕深度 mm.
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.2 洛氏硬度试验 (GB230-63)
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
2.4硬度的应用举例：
硬度与屈服极限的关系: 对于多晶体的塑性材料 σ≈ 0.3HV. 研究摩擦磨损引起的表面性质的变化 表面涂层的性能 涂层厚度测量 材料晶粒内部的机械性能的变化 研究材料的各向异性 作为半导体材料高纯度和均匀度的标准 医学上的应用: 鉴别牙质的病变(健康牙齿表面珐琅质硬度达HV400, 内部象 牙质HV50~70左右. 研究硬度和材料流变的关系 研究陶瓷的力学效应和硬度的关系 硬度与剪切强度之间的关系
参考文献
1. 2. 3. 4.
[美] J.H.韦斯特布鲁克, H. 康拉德, 硬度试验科学及其 应用, 李承欧等 译, 中国计量出版社, 1987.8. [美] V.E.莱萨特, A.德贝利斯，硬度试验手册, 廖日嶽 金文博 译 计量出版社, 1985.5. 金属机械性能试验法汇编, 1975. 杨迪、李福欣编著， 显微硬度试验，中国计量出版社, 1988.1。
2.2静压入硬度试验
定义：抵抗永久压痕的能力。 原理：在一定的时间间隔里，将硬质压头压入所要 测试的金属表面，然后测量压痕的深度 或大小。 优点：材料的硬度和其他物理特性之间存在着某种 关系，是一种非破坏性试验。 分类：宏观硬度 通常载荷在1KG 以上 显微硬度 通常载荷小于1KG(1g-500g) 纳米硬度 通常在更小的载荷范围
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
l 维氏显微硬度试验(GB4342 - 84)
采用136o 金刚石正方形角锥体压头。硬度值为所施加 的负荷除以压痕的表面积。其原理与维氏硬度原理相同, 所不同的是试验所施加的负荷较小, 压痕测量也更加精确.。 通常其压痕深度约为对角线长度的1/7。 2 P sin 2 0.1891 F DPH ( HV ) d2 d2
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.2 洛氏硬度试验 (GB230-63)
洛氏硬度范围
金刚石圆锥(120O) 金刚石圆锥(120O) 1.588mm钢球 60kg
70 - 85
150kg
20 – 67 240 - 900
100kg
25 – 100 60 – 240
P ----- 所施加的负荷 （kgf） d ----- 压痕对角线的平均值 （mm）
l 影响因素: 金刚石压头相对两面夹角、负荷大小及施加 速度﹑显微镜刻度误差﹑压痕测量误差.
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
显微硬度试验是研究材料表面﹑端面等 微观性能的重要方法, 在摩擦学研究中得到 广泛的应用. 例如在测量微区硬度﹑涂层硬 度﹑硬化层及扩散层的厚度等方面.
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.1布氏硬度试验 (GB231-63)
l
测量
将一定直径（10mm、 5mm、 2.5mm）的钢球在一定载荷下压入金 属, 保持一定时间后卸载, 测量压痕直径, 按下列公式计算硬度值 HB: P P P BHN S Dh D ( D D 2 d 2 ) 2
P S D d h
—— 负荷 (kgf) —— 压痕的球形表面积(mm2) —— 钢球直径(mm) —— 压痕直径(mm) —— 压痕深度(mm) 压痕直径是在两个相互垂直方向上测量的平均值。
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.1布氏硬度试验 (GB231-63)
对钢铁材料， 通常负荷采用 3000kg，保持时间 10 ~ 15 s;
采用136o 金刚石长棱形压头, 两长棱夹角172.3o, 两短 棱夹角130o。硬度值为所施加的负荷除以压痕的投影面积。 其原理与维氏硬度原理相同, 所不同的是试验所施加的负 荷较小, 压痕测量也更加精确.
P P HK 0.102 1.4515 2 S d
P ----- 所施加的负荷 （gf） d ----- 压痕对角线长度 （mm）
2.1硬度试验方法分类
回跳试验 —— 或称弹性回跳法，测定材料对弹性变 形的抗力。使一标准质量和尺寸的物体由试验表面弹 回，取回跳高度作为硬度标准。肖氏硬度 阻尼试验 —— 也称摇摆试验，测定材料对永久变形 的抗力。摇摆法硬度 磨损试验 —— 将试样压在一正在转动的圆盘上，以 磨耗率作为硬度的度量标准 冲蚀试验 —— 在标准条件下将磨料冲射到试验表面 上，以在一定时间内损失的材料重量作为硬度的度量 标准
P ----- 所施加的负荷 （gf） d ----- 压痕对角线的平均值 （mm） θ---- 金刚石相对面的夹角 （136o）
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
l 努普(Knoop)显微硬度试验(1939年)
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.1布氏硬度试验 (GB231-63)
l
影响因素:
压头材料
钢球直径 钢球表面质量
负荷大小
负荷保持时间 直径测量
试样表面光洁度
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.2 洛氏硬度试验 (GB230-63)
l 测量
以金刚石圆锥或钢球作压头压入金属表面, 先后两次 施加载荷: 初负荷(通常10kg)及总负荷(初负荷加主负荷) 60、100、150kg, 由两次负荷压痕深度之差, 求得洛氏硬 度. 洛氏硬度按所选压头和负荷不同分为15种, 以HRA、HRC、 HRB最为常用
对软金属， 负荷可降至500kg。 通常硬度和负荷的关系为： 3000kg BHN 96 - 600 1500kg BHN 48 - 300 500kg BHN 16 - 100 试样厚度一般不小于压痕深度的10倍, 试验后压痕直径的大小应在 0.25D < d < 0.6D, 否则试验结果无效. 布氏硬度标记例: HB2.5/187.5/10=190 表示 2.5mm钢球 187.5kg载荷保持10s. HB350 表示 10mm钢球 3000kg载荷保持10s.
材料硬度试验方法
硬度是材料机械性能的一种整体综合指标。 硬度值不仅与材料的弹性极限、弹性模量、 屈服极限、脆性、乃至于材料结晶状态、原 子间键结合力和原子结构等都有关系, 硬度 测定的特点是不损坏工件、操作方便、迅速、 效率高。
2.1硬度试验方法分类
静压入试验 —— 用以测定材料对永久变形的抗 力。 布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度 划痕试验 —— 测定材料对破裂的抗力。观察一种材料 是否能被另一种材料划痕， 马氏划痕硬度、莫氏划痕 硬度 犁槽试验 —— 将一钝头元件（通常为金刚石）以一定 的载荷和相似条件下划过表面，以划痕宽度作为硬度的 度量标准。Bierbaum硬度试验
l 影响因素:
金刚石圆锥压头角度 金刚石圆锥压头顶端的球面半径 钢球压头直径 初负荷﹑总负荷﹑负荷施加速度 测深装置的影响 总负荷保持时间的影响.
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.3 维氏硬度试验
l 测量
采用136o 金刚石正方形角锥体压头。硬度值为所施加的 负荷除以压痕的表面积
P HV 1.8544 2 d
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
2.3常用的静压入硬度试验方法 ----2.3.4显微硬度试验
l 别尔阔维契压头（三角形锥体压头）
此种压头是为了消除四楞锥体压头易于产生的顶端横刃而提出 的， 楞与楞之间的夹角为76o54’以使该压头所获得的压痕深 度与四楞锥体压头在同一负荷下所得的压痕深度相同。 2.092 F 1.569 F HV 0.102 0.102 2 a l2 硬度值是负荷与所得压痕表面积的比, 计算公式为 F ----- 所施加的负荷 （N） a ----- 压痕边长 （mm） l ----- 压痕顶点到对边的距离 (mm ） l=0.866a 多用于测量非脆性的高硬度材料, 其压痕深度 h 为其边长 a 的 0.135倍。