常用的硬度測試方法

1、常用的硬度測試方法：邵氏硬度、洛氏 硬度洛氏硬度，邵氏常用的硬度測試方法：邵氏硬度、洛氏硬度硬度是指材料抵抗其他較硬物體壓入其表面的能力。硬度值的大小是表示材料軟硬程度的有條件性的定量反映， 它本身不是一個單純的確定的物理量，而是由材料的彈性、塑性、 韌性 等一系列力學性能組成的綜合性指標。硬度值的大小不僅取決于該材料的本身，也取決于測量條件和測量方法。硬度試驗的主要目的是測量該材料的適用性，并通過對硬度的測量間接了解該材料的其他力學性能，例如磨耗性能、拉伸性能、固化程度等。因此，硬度檢測在生 產過程中對監(jiān)控產品質量和完善工藝條件等方面有非常重要的作用。硬度試驗因其具有測量迅速、經濟、簡便且不

2、破壞試樣的特點，是工程材料應用極為普遍的方法，也是檢測材料性能最容易的一種方法。測定硬度的方法很多，可分為以下三類。1.測定材料耐頂針（球形頂針）壓入能力的硬度試驗例如布氏（Brine-II）硬度、維氏（Viekers）硬度、努普（Knoop）硬度、巴科爾（Barcol）硬度、邵氏（Shore）硬度等；2.測定材料對尖頭或另一種材料的抗劃痕性硬度試驗例如比爾鮑姆（Bierbaum）硬度和莫 斯（Mobs）硬度等；3.測定材料回彈性的硬度試驗例如洛氏（Rockwell）硬度和邵氏反彈硬度等。下面簡單介紹幾種硬度的測試方法。一、邵氏硬度邵氏硬度又稱肖氏硬度，是表示材料硬度等級的一種方法。邵氏硬度分

3、為邵氏壓痕硬度和邵氏反彈硬度兩種，前者被測樣品放在硬度計臺面的適當位置，壓緊到規(guī)定時間后立即讀取用數字0-100表示的壓痕硬度讀數。使用的壓痕硬度計有A型、C型和D型三種刻度型號；后者則使用邵氏反彈式硬度計進行測定，使用頂端裝有金剛石的總重約3克的沖頭，從約300MM高度的玻璃管中垂直落于試件上，由玻璃管的刻度讀取其垂直反彈的高度。（一）原理邵氏壓痕硬度計的工作原理是將規(guī)定形狀的壓針在標準的彈簧壓力下，并在嚴格的規(guī)定時間內，把壓針壓入試樣的深度轉換為硬度值， 表示該試樣材料的硬度等級，直接從硬度計的指 示表上讀取。指示表為100個分度，每一個分度即為一個邵氏硬度值。（二）方法要點邵氏硬度計分為

4、A型、C型和D型三種刻度，其硬度讀數分別用HA,HB,和HC表示。邵氏A型適用于軟質塑料和橡膠，邵氏C型和D型則適用于較硬或硬質塑料和硫化橡膠。測定邵氏硬度時，我國與ISO規(guī)定一致，只使用A型和D型兩種。1.硬度計在使用過程中壓針的形狀、尺寸以及彈簧的性能都會發(fā)生變化，因此應定期校準， 使之符合規(guī)定的壓針尺寸和精度。2.硬度計彈簧對壓針所施加的力應與壓針伸出壓板位移量有恒定的線性關系，其大小與硬度計指針所指刻度的關系應符合下式：A型：FA=550+78HAB型：FB=445HD式中FA和FB-彈簧施加于A型和D型硬度計壓針上的力mN系數550-Hd為零時彈簧對壓針所施加的力系數75和445-硬

5、度計的系數為此，推薦使用邵氏硬度檢定儀校準其彈簧力， 一般進口儀器都配有檢定儀， 目前國內也已 有生產。使用檢定儀校準壓針彈簧力的誤差，A型要求偏差在正負3.9mN之內，B型要求偏差在正負19.6mN之內。二、球壓痕硬度（一）原理以規(guī)定直徑的鋼球在試驗負荷作用下垂直壓入試樣表面，經過一規(guī)定的時間后， 以單位壓痕面積所承受的壓力表示該試樣的硬度，用daN/平方毫米表示。規(guī)定使用的初負荷為0.98daN而試驗負荷有四個等級，分別為4.9daN、13.24daN、35.8daN和96.1da。對于較硬塑料硬度值測定多數使用此方法。（二）方法要點1.硬度計 球壓痕硬度計主要由機架、壓頭、加荷裝置、壓痕

6、深度指示儀表和計時裝置組成。試驗前應 定期測定各級負荷下機架的變形量，測定時應卸下壓頭， 升起工作臺使其與主軸接觸；加上初負荷，調節(jié)深度指示儀表為零； 然后再加上試驗負荷，直接由壓痕深度指示儀表中讀取相應負荷下機架的變形量。應反復測量幾次，直到數值穩(wěn)定。2.負荷應根據試樣材料的軟硬程度選擇適宜的試驗負荷，使壓痕深度必須在0.15mm-0.35mm的范圍內，若壓痕深度超過此范圍，則應改變試驗負荷，使之達到規(guī)定的壓痕深度范圍。因為只有在規(guī)定范圍內的壓痕深度與施加的負荷之間才有較好的線性關系。3試樣試樣的大小應保證每個測點的中心與試樣邊緣的距離不小于10mm,各測點中心之間的距離也不小于10mm，試

7、樣厚度應不小于4mm。推薦的試樣尺寸為（5050 4） mm。三、洛氏硬度洛氏硬度試驗方法是1919年由美國人洛克威爾（Rockwell）提出的，塑料等材料的洛氏硬 度試驗方法是在金屬洛氏硬度試驗方法的基礎上發(fā)展的，可用于軟的彈性體材料及較剛硬塑料的硬度值評價。由于高分子材料較金屬材料軟，洛氏硬度試驗需采用較小的負荷、較大的壓痕器和大量程結構的硬度計。（一）定義與原理1.定義洛氏硬度是指用規(guī)定的壓頭對試樣先施加初試驗力，接著再施加主試驗力， 然后卸除主試驗力，只保留初試驗力，用前后兩次初試驗力作用下壓頭壓入試樣的深度差經計算得出的值表 示。2.原理采用金剛石圓錐或鋼球作為壓頭，分兩次對試樣加荷

8、， 首先施加初試驗力， 壓頭壓入試樣的壓痕深度為h1接著再施加主試驗力，壓頭在總試驗力作用下的壓痕深度為h2然后壓頭在總試驗力作用下保持一定時間后卸除主試驗力，只保留初試驗力，壓痕因試樣的彈性回復而最終形成的壓痕深度為h3;最后用h表示前后兩次初試驗力作用下的壓痕深度差即h=h3-h1,按下式計算硬度值：HR=K-h/C式中HR-塑料的洛氏硬度值準確到分度值h-兩次初試驗力作用下的壓痕深度差mmc-常數，其值規(guī)定為0.002mm；K-換算常數，其值規(guī)定為130。這是因為若直接用兩次壓痕深度差h表示該材料的硬度值大小， 將得到較硬材料的h值較小，而較軟材料的h值反而較大的 結果，為了適應人們數值

9、越高，硬度也應越高的習慣概念，人為地規(guī)定了這一換算常數。（二）方法要點1.下表給出洛氏硬度不同標尺的初試驗力、主試驗力和壓頭直徑。初試驗力和主試驗力都應 準確到坦0%以內。試驗時施加初試驗力主要是為了確定壓入深度的起點，消除壓頭、試樣 和工作臺之間的間隙以及試樣表面凹凸不平對硬度值的影響，以保證試驗結果的可比 性。2.試樣應平穩(wěn)放在工作臺上，試驗過程中不得有位移；試樣厚度應均勻，厚度應不小于10mm ;試樣大小應能保證在同一表面可進行5個點的測量，每個測點的中心距離以及距試樣邊緣的距離均不得小于10mm。試樣若為非平面的其他形狀，其尺寸可由有關的產品標準規(guī)定。采用疊層試樣時，層數不得多于3層。試驗時必須保證施加的試驗力與試樣 表面垂直。3.試驗前應使用已知硬度的標準塊用互標尺進行校準，大批量試驗前還應用M、L、R標尺 的標準塊進行校準，以便在測試前發(fā)現(xiàn)并校正由于加力裝置的失準或機架變形等引起的測試結果誤差。標準計量塊由中國計量科學院硬度室提供。4.試