硬度定義及測定方法

1、 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫金屬材料與熱處理課程硬度定義及測定方法主講教師：邵康宸西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院硬度定義及測定方法硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)。它表征材料抵抗局部變形，尤其是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度是各種零件和工具必須具備的性能指標(biāo)，如機械制造業(yè)所用的刀具、量具、模具等，都應(yīng)具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命。因此，硬度是金屬材料重要的力學(xué)性能之一。圖1 試樣硬度值又可以間接的反映金屬材料的強度及金屬的化學(xué)成分、金相組織和熱處理工藝上的差異，而與拉伸試驗相比。硬度測試試驗簡便易行，不破壞工件。因此硬度測試試驗在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。測定硬度的試驗方

2、法很多，主要分為彈性回跳法、壓入法（布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度）和劃痕法三大類。劃痕硬度：主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短。壓入硬度：主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。圖2 劃痕試驗儀彈性回跳法。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲

3、存（繼而釋放）應(yīng)變能的多少（通過小錘的回跳高度測定）確定材料的硬度。工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的是壓入法（布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度）。布氏硬度試驗法測得的硬度值較準(zhǔn)確、穩(wěn)定，因壓痕面積較大，能反映出較大范圍內(nèi)材料的平均硬度。但布氏硬度試驗法操作不夠簡便，不宜測試薄件或成品件，HBW適用測量硬度值小于的材料。目前，布氏硬度試驗法主要用來測定鑄鐵、有色金屬及退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼材等。洛氏硬度試驗操作簡便迅速，效率高，硬度值可從硬度計的表盤上直接讀出；試件表面造成的損傷較小，可用于成品零件的硬度檢驗。但由于壓痕小，所以洛氏硬度對材料組織不均勻性很敏感，測試結(jié)果比較分散，重復(fù)性差。圖3 洛氏硬度測試儀維氏硬度試驗主要用于材料研究和科學(xué)試驗方面小負荷維氏硬度試驗；適用于測試小型精密零件的硬度，表面硬化層