力學(xué)性能試驗(yàn)第四章硬度

力學(xué)性能試驗(yàn)第四章硬度第一頁，共七十五頁，2022年，8月28日GB/T10623-2008金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語（ISO23718：2007，mod）（代替GB/T10623-1989金屬力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語）GB/T2975-1998鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備（ISO377：1997，eqv）GB/T8170-2008數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定（代替GB/T1250-1989、GB/T8170-1987數(shù)值修約規(guī)則）GB/T1172-1999黑色金屬硬度及強(qiáng)度換算值GB/T3771-1983銅合金硬度與強(qiáng)度換算值JB/T6050-2006鋼鐵熱處理零件硬度測試通則ENISO18265-2003金屬材料

硬度值的換算緒論硬度試驗(yàn)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和基本概念1硬度試驗(yàn)有關(guān)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)第二頁，共七十五頁，2022年，8月28日2其他硬度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T18449.1-2001金屬努氏硬度試驗(yàn)方法第1部分：試驗(yàn)方法（GB/T18449.1-2009

金屬努氏硬度試驗(yàn)方法第1部分：試驗(yàn)方法2010-04-01起實(shí)施）GB/T18449.2-2001金屬努氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)GB/T18449.3-2001金屬努氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定GB/T18449.4-2009金屬材料努氏硬度試驗(yàn)第4部分：硬度值表2010-04-01起實(shí)施

第三頁，共七十五頁，2022年，8月28日3硬度計(jì)的計(jì)量JJG150-2005金屬布氏硬度計(jì)檢定規(guī)程JJG112-2003金屬洛氏硬度計(jì)（A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，K，N，T標(biāo)尺）檢定規(guī)程JJG151-2006金屬維氏硬度計(jì)檢定規(guī)程JJG747-1999里氏硬度計(jì)檢定規(guī)程第四頁，共七十五頁，2022年，8月28日4試驗(yàn)機(jī)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T2611-2007試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求（替代GB/T2611-1992試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求）GB/T3159-2008液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)（替代GB/T3159-1992液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)、GB/T3722-1992液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)）GB/T16491-2008電子式萬能試驗(yàn)機(jī)（替代GB/T16491-1996電子式萬能試驗(yàn)機(jī)）GB/T16826-2008電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)（替代GB/T16826-1997電液式萬能試驗(yàn)機(jī)）第五頁，共七十五頁，2022年，8月28日5常用硬度試驗(yàn)常用硬度試驗(yàn)：

→布氏硬度試驗(yàn)→洛氏硬度試驗(yàn)→維氏硬度試驗(yàn)→肖氏硬度試驗(yàn)

→里氏硬度試驗(yàn)

本章內(nèi)容的特點(diǎn)：→與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合得比較好，許多內(nèi)容直接從標(biāo)準(zhǔn)中來的。第六頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴金屬的硬度，是金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕和劃痕的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的一種指標(biāo)。⑵從硬度的影響因素看，硬度與金屬材料的化學(xué)成分、金相組織、熱處理工藝、冷加工變形等密切有關(guān)。從使用來看，硬度與強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性等有關(guān)。⑶硬度試驗(yàn)方法的分類：⑷硬度值的物理意義：⑸硬度試驗(yàn)方法的選擇：6金屬硬度的基本概念第七頁，共七十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)布氏硬度試驗(yàn)0布氏硬度試驗(yàn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T231-1984金屬布氏硬度試驗(yàn)方法GB/T231.1-2002金屬布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法替代GB/T231-1984;等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6506-1:1999金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法。除了試樣表面質(zhì)量要求比國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定明確外，技術(shù)內(nèi)容完全相同。GB/T231.1-2009金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法替代GB/T231.1-2002;2010-04-01起實(shí)施;修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6506-1:2005金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法。第八頁，共七十五頁，2022年，8月28日壓頭：硬質(zhì)合金球。GB/T231.1-2009在引言中明確規(guī)定了本版標(biāo)準(zhǔn)只允許使用硬質(zhì)合金壓頭。且明確指出布氏硬度HBW，不應(yīng)與以前的符號(hào)HB和鋼球壓頭的確HBS相混淆。第九頁，共七十五頁，2022年，8月28日GB/T231.2-2002金屬布氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)替代GB/T6269-1997布氏硬度計(jì)的檢驗(yàn)；修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6506-2:1999金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)GB/T231.3-2002金屬布氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定替代GB/T6270-1997標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的標(biāo)定；修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6506-3:1999金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定GB/T231.4-2009金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第4部分：硬度值表2010-04-01起實(shí)施。單獨(dú)將平面布氏硬度值計(jì)算表列為一部分；等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6506-4:2005金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第4部分：平面布氏硬度值表第十頁，共七十五頁，2022年，8月28日一、試驗(yàn)原理布氏硬度計(jì)

第十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日HBW=0.102F/S=0.102F/Dh

壓痕的表面積通過壓痕的平均直徑和壓頭直徑計(jì)算得到。

d是變量，試驗(yàn)時(shí)測量d，得出HBW。布氏硬度一般不標(biāo)單位。GB/T231.1-2002（2009）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的布氏硬度試驗(yàn)范圍上限為650HBW。第十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日二、布氏硬度的表示方法第十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日布氏硬度試驗(yàn)中，只有試驗(yàn)力和壓頭直徑恒定的條件下，所測得的硬度值才具有可比性。在布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，要求根據(jù)試樣的材料和厚度，選用適當(dāng)大小的試驗(yàn)力和球直徑。在這種情況下，為了使得同一材料的試驗(yàn)所測得的布氏硬度值相同，或在不同試樣上所測得的結(jié)果具有可比性，就必須應(yīng)用“壓痕相似原理”。三、相似原理的應(yīng)用第十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日三、相似原理的應(yīng)用試驗(yàn)時(shí)要保持值為常數(shù)，就可保證幾何相似的壓痕。因此，對(duì)同一材料選用不同的F和D時(shí)，應(yīng)使值保持為常數(shù)。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，為了得到準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，除F和D應(yīng)滿足上述選配原則，還應(yīng)通過F和D

的選擇，使壓痕直徑d限定在0.24~0.60D之間，否則結(jié)果無效。

d=0.375D最理想。第十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日GB/T231.1中不同材料的試驗(yàn)力-壓頭球直徑平方的比率第十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日第十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日四、試樣要求⑴試樣表面應(yīng)平坦光滑，不應(yīng)有氧化皮及外界污物，尤其不應(yīng)有油脂。試樣表面應(yīng)能保證壓痕直徑的精確測量，表面粗糙度參數(shù)Ra一般不大于1.6μm。⑵

制備試樣時(shí)，應(yīng)使過熱或冷加工等因素對(duì)試樣表面性能的影響減至最小。⑶

試樣厚度至少應(yīng)為壓痕深度的8倍。試驗(yàn)后，試樣背部如出現(xiàn)可見變形，則表明試樣太薄。試樣最小厚度與壓痕平均直徑的關(guān)系見標(biāo)準(zhǔn)附錄。第十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日第十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴必須符合GB/T231.2-2002規(guī)定的要求。⑵各級(jí)試驗(yàn)力的誤差均應(yīng)在GB/T231.2-2002規(guī)定的試驗(yàn)力標(biāo)稱值的±1.0%以內(nèi)。硬質(zhì)合金球的要求。⑶壓痕測量裝置的標(biāo)尺分度應(yīng)能估測到壓痕直徑的±0.5%以內(nèi)。⑷硬度計(jì)的示值誤差和示值重復(fù)性要滿足GB/T231.2-2002（P72表4-1）規(guī)定的要求。⑸硬度計(jì)由國家計(jì)量部門定期檢定（檢定周期一般一年）。⑹硬度計(jì)的日常檢查按GB/T231.1-2009附錄A。五、試驗(yàn)設(shè)備要求第二十頁，共七十五頁，2022年，8月28日d——5個(gè)壓痕直徑的總平均值；H——標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定硬度值。第二十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日（一）硬度計(jì)的檢查（GB/T231.1-2009附錄A）

六、補(bǔ)充第二十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日（二）壓痕測量裝置的檢查⑴用測微尺進(jìn)行檢查將測量裝置各工作范圍分成5個(gè)間隔，在分級(jí)測微尺上測量進(jìn)行檢查，其最大允許誤差為±0.5%。⑵

使用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊上的標(biāo)準(zhǔn)壓痕進(jìn)行檢查GB/T231.3-2002的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊上一般有5個(gè)壓痕，選定標(biāo)準(zhǔn)硬度塊上的某一壓痕，測量壓痕直徑，測得壓痕直徑與標(biāo)準(zhǔn)壓痕直徑的最大允許誤差為±1.0%。第二十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日（一）試驗(yàn)溫度試驗(yàn)一般在10～35℃室溫下進(jìn)行，對(duì)于溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，溫度為23℃±5℃。有嚴(yán)格溫度要求的，在試驗(yàn)報(bào)告中要說明試驗(yàn)溫度。七、試驗(yàn)操作要點(diǎn)（二）試樣的支撐試樣表面、支承面、試驗(yàn)臺(tái)面應(yīng)清潔和無外界污物（氧化皮、油、灰塵等）。試樣應(yīng)穩(wěn)固地放置于試驗(yàn)臺(tái)面上，保證在試驗(yàn)過程中不發(fā)生傾斜、位移及撓曲；試驗(yàn)力作用方向垂直于試驗(yàn)面；不規(guī)則工件，應(yīng)有專門的試樣支撐。第二十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日——相似原理及應(yīng)用

1根據(jù)試樣尺寸（被測平面、厚度）確定球壓頭直徑；優(yōu)先選用10mm球壓頭；

2鑄鐵材料，球壓頭直徑不小于2.5mm；

3試驗(yàn)力選擇保證壓痕直徑d=0.24~0.60D。

——不同材料的試驗(yàn)力-壓頭球直徑平方的比率（三）壓頭直徑和試驗(yàn)力的選擇第二十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日（四）試驗(yàn)加力和試驗(yàn)力保持時(shí)間使壓頭與試樣表面接觸，無沖擊和震動(dòng)地垂直于試驗(yàn)面施加試驗(yàn)力，直至達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)力值。從加力開始至全部試驗(yàn)力施加完畢的時(shí)間應(yīng)在2S～8S之間。試驗(yàn)力保持時(shí)間為10S～15S。對(duì)于要求試驗(yàn)力保持時(shí)間較長的材料，試驗(yàn)力保持時(shí)間允許誤差應(yīng)在±2S。

在整個(gè)試驗(yàn)期間，硬度計(jì)不應(yīng)受到影響試驗(yàn)結(jié)果的沖擊和震動(dòng)。（五）壓痕間距任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的2.5倍；兩相鄰壓痕中心間距離至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的3倍。（六）測量壓痕直徑——相互垂直方向，查GB/T231.4-2009第二十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴試驗(yàn)后，檢查試樣背面，如試樣背面出現(xiàn)可見變形痕跡，則表明試樣太薄，試驗(yàn)結(jié)果無效。壓痕直徑d=0.24~0.60D。

⑵在讀數(shù)顯微鏡或其他測量裝置上測量壓痕直徑。應(yīng)在兩相互垂直方向測量，用兩個(gè)讀數(shù)的平均值計(jì)算布氏硬度，或查表（GB/T231.4-2009）得布氏硬度值。

⑶數(shù)值修約：3位有效數(shù)字。

⑷

應(yīng)注意材料的各向異性，例如經(jīng)過大變形量冷加工，這樣壓痕直徑在不同方向可能有較大差異。八、試驗(yàn)結(jié)果處理第二十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴布氏硬度適用于退火、正火狀態(tài)的鋼鐵件、鑄件、有色金屬及其合金，特別是對(duì)軟的金屬，如鉛、鋁和錫等更為適宜。

⑵優(yōu)點(diǎn)：布氏硬度采用較大直徑的球壓頭，所得的壓痕面積較大，因此所得的硬度值反映了材料在較大范圍內(nèi)的平均性能。由于壓痕較大，所得數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性強(qiáng)。

⑶缺點(diǎn)：對(duì)不同的材料需要更換壓頭和試驗(yàn)力，壓痕直徑的測量較麻煩。壓痕較大，對(duì)成品件不一定適合。

九、應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)第二十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)洛氏硬度試驗(yàn)0洛氏硬度試驗(yàn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T230-1991金屬洛氏硬度試驗(yàn)方法GB/T1818-1994金屬表面洛氏硬度試驗(yàn)方法GB/T230.1-2004金屬洛氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺）標(biāo)準(zhǔn)替代GB/T230-1991、GB/T1818-1994，GB/T230.1-2004是2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的合并；修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6508-1:1999金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺)。GB/T230.1-2009金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺）標(biāo)準(zhǔn)替代GB/T230.1-2004；2010-04-01起實(shí)施，修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6508-1:2005金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法。第二十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日GB/T230.2-2002金屬洛氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)替代：GB/T2848-1992洛氏硬度計(jì)技術(shù)要求、GB/T3773-1993表面洛氏硬度計(jì)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6508-2:1999金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)GB/T230.3-2002金屬洛氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)替代：GB/T2850-1992標(biāo)準(zhǔn)洛氏硬度塊、GB/T3774-1993標(biāo)準(zhǔn)表面洛氏硬度塊修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6508-3:1999金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定第三十頁，共七十五頁，2022年，8月28日→洛氏硬度試驗(yàn)方法與布氏硬度試驗(yàn)方法不同，它不是通過測量壓痕面積來計(jì)算硬度值，而是采用測量壓痕深度來計(jì)算硬度值?！迨嫌捕仍囼?yàn)壓頭采用120°金剛石圓錐、硬質(zhì)合金球壓頭。

→原理：試驗(yàn)時(shí)，壓頭分兩個(gè)步驟壓人試樣表面。先施加初試驗(yàn)力F0，使試樣表面產(chǎn)生一個(gè)初始的壓入深度h0，以此作為測量壓痕深度的基準(zhǔn)。然后施加主試驗(yàn)力F1，其壓痕深度的增量為h1。經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除主試驗(yàn)力F1，測量在初試驗(yàn)力下的殘余壓痕深度h。h是反映洛氏硬度高低的量。h越大，洛氏硬度值越低。一、試驗(yàn)原理第三十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日→為了符合習(xí)慣上數(shù)值越大，硬度越高的概念，人為引入一常數(shù)N以上式作為洛氏硬度值的指標(biāo)，用HR表示：

HR=N-h/S對(duì)于HRA、HRC、HRD：HR=100-h/0.002對(duì)于HRB、HRE、HRF、HRG、HRH、HRKHR=130-h/0.002對(duì)于HRN、HRTHR=100-h/0.001第三十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日第三十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日二、洛氏硬度的表示方法第三十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日三、試樣要求⑴試樣表面應(yīng)盡可能是平面，不應(yīng)有氧化皮及外界污物，尤其不應(yīng)有油脂。建議表面粗糙度Ra不大于0.8μm。⑵

制備試樣時(shí)，應(yīng)使過熱或冷加工等因素對(duì)試樣表面性能的影響減至最小。⑶對(duì)于用金剛石圓錐壓頭進(jìn)行的試驗(yàn)，試樣或試驗(yàn)層厚度應(yīng)不小于殘余壓痕深度的10倍；對(duì)于用球壓頭進(jìn)行的試驗(yàn)，試樣或試驗(yàn)層的厚度應(yīng)不小于殘余壓痕深度的15倍。試驗(yàn)后，試樣背部不應(yīng)出現(xiàn)可見變形（GB/T230.1-2009附錄B

）。第三十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴試驗(yàn)力符合規(guī)定的要求。⑵硬度壓頭符合規(guī)定的要求。⑶壓痕測量裝置符合規(guī)定的要求。⑷硬度計(jì)的示值誤差和示值重復(fù)性要滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。⑸硬度計(jì)由國家計(jì)量部門定期檢定（檢定周期一般一年）。⑹硬度計(jì)的日常檢查。四、試驗(yàn)設(shè)備要求第三十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日第三十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日——操作者對(duì)硬度計(jì)日常檢查的方法

每次更換壓頭、支撐后，以及大批量試驗(yàn)前，或距前一次試驗(yàn)超過24h，操作者應(yīng)按GB/T230.1-2004

附錄E的規(guī)定對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行日常檢查。在日常檢查中，對(duì)硬度計(jì)的直接檢驗(yàn)太耗費(fèi)時(shí)間且費(fèi)用太高。建議采用如下方法:在使用中每日對(duì)硬度計(jì)至少做一次檢查。檢查之前，應(yīng)預(yù)先打兩個(gè)壓痕以保證試樣、壓頭及支座處于正常狀態(tài)。這兩個(gè)壓痕不作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在與試驗(yàn)材料硬度值相近的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊上至少打三個(gè)壓痕，如果硬度讀數(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)塊硬度值之差在GB/T230.2表5規(guī)定（P77表4-3）范圍內(nèi)，則認(rèn)為硬度計(jì)合格，否則應(yīng)進(jìn)行直接檢驗(yàn)。第三十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日第三十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日測量設(shè)備性能的準(zhǔn)確與否，直接影響到實(shí)驗(yàn)室檢定、校準(zhǔn)、檢測結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。為保證測量設(shè)備性能滿足預(yù)期的使用要求，保證其量值的溯源性，須定期進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定。然而由于測量設(shè)備固有特性的變化或漂移，在每次檢定或校準(zhǔn)后并不能保證其量值始終得到維持，因此，在日常工作中需要經(jīng)常對(duì)測量設(shè)備的性能進(jìn)行核查，以便及時(shí)識(shí)別可能發(fā)生的超出預(yù)期范圍的變化或失效，確認(rèn)其性能是否得到有效維持或是否滿足其使用要求而不會(huì)得到非預(yù)期的使用。因此，期間核查的概念可以表述為：在測量設(shè)備相鄰兩次校準(zhǔn)或檢定期間，采用可信的方法對(duì)其使用功能及測量性能進(jìn)行的一種核查，以驗(yàn)證其是否得到有效維持，即旨在確認(rèn)測量設(shè)備校準(zhǔn)狀態(tài)的可信程度。

期間核查的概念及目的第四十頁，共七十五頁，2022年，8月28日→按GB/T230.2-2002進(jìn)行硬度計(jì)的示值誤差和示值重復(fù)性檢查。→示值誤差：在標(biāo)準(zhǔn)硬度塊上均勻地測定6個(gè)硬度值。第一點(diǎn)不計(jì)，取后5個(gè)測定值的算術(shù)平均值，硬度計(jì)的示值誤差：示值誤差=5個(gè)測定值的算術(shù)平均值-標(biāo)準(zhǔn)塊標(biāo)定的硬度值→示值重復(fù)性：

5個(gè)測定的硬度值，示值重復(fù)性為：示值重復(fù)性=最大硬度-最小硬度→示值誤差和示值重復(fù)性應(yīng)滿足GB/T230.2-2002表5（P77表4-3）的要求?！捕扔?jì)的示值誤差和示值重復(fù)性檢查

硬度計(jì)的示值誤差和示值重復(fù)性是對(duì)洛氏硬度計(jì)的綜合檢查（期間核查），是硬度試驗(yàn)結(jié)果的重要技術(shù)參數(shù)。第四十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日GB/T230.2表5（P77表4-3）第四十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日例：洛氏硬度Ｃ標(biāo)尺（20~70HRC）。1標(biāo)準(zhǔn)硬度塊硬度值：43.2HRC；2標(biāo)準(zhǔn)要求：示值允許誤差±1.5HRC；示值重復(fù)性0.8個(gè)洛氏位或≤0.02（100-H），取較大者，43.2HRC時(shí)取1.1HRC；3測5次，硬度值為：42.4、42.8、43.0、44.0、44.2HRC，平均43.3HRC；4計(jì)算：示值誤差=5個(gè)測定值的算術(shù)平均值-標(biāo)準(zhǔn)塊標(biāo)定的硬度值=43.3-43.2=0.1HRC＜1.5HRC（合格）示值重復(fù)性=最大硬度-最小硬度=44.2-42.4=1.8HRC＞1.1HRC（不合格）第四十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日（一）試驗(yàn)溫度試驗(yàn)一般在10～35℃室溫下進(jìn)行，對(duì)于溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，溫度為23℃±5℃。有嚴(yán)格溫度要求的，在試驗(yàn)報(bào)告中要說明試驗(yàn)溫度。五、試驗(yàn)操作要點(diǎn)（二）洛氏硬度標(biāo)尺的選擇

HRA——硬質(zhì)材料的洛氏硬度，如硬質(zhì)合金、很薄很硬的鋼材，表面硬化層較薄的鋼材。HRB——低合金鋼、軟合金、銅合金、鋁合金及可鍛鑄鐵等中、低硬度材料。HRC——一般鋼材，硬度較高的鑄件，淬火回火的合金鋼等。

HRN、HRT——測極薄工件及氮化層、金屬鍍層的表面硬度。第四十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日（三）硬度計(jì)的檢查試驗(yàn)前，對(duì)硬度計(jì)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。（四）試樣的支撐與固定試樣表面、支承面、試驗(yàn)臺(tái)面應(yīng)清潔和無外界污物（氧化皮、油、灰塵等）。試樣支撐面應(yīng)平整，保證試驗(yàn)力作用方向垂直于試驗(yàn)面。試樣應(yīng)穩(wěn)固地放置于試驗(yàn)臺(tái)面上，保證在試驗(yàn)過程中不發(fā)生位移和撓曲。圓柱形試樣要有適當(dāng)?shù)闹危瑧?yīng)注意使壓頭、試樣、V型槽與硬度計(jì)支座中心對(duì)中。任何情況下，不允許壓頭與試臺(tái)和支座觸碰。試驗(yàn)過程中，硬度計(jì)應(yīng)避免受到?jīng)_擊和振動(dòng)。第四十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日（五）試驗(yàn)加力和試驗(yàn)力保持時(shí)間使壓頭與試樣表面接觸，無沖擊和振動(dòng)地施加初試驗(yàn)力，初試驗(yàn)力保持時(shí)間不應(yīng)超過3S；

無沖擊和振動(dòng)地將測量裝置調(diào)整至基準(zhǔn)位置，從初試驗(yàn)力施加至總試驗(yàn)力F的時(shí)間應(yīng)不小于1S且不大于8S；

總試驗(yàn)力保持時(shí)間為4S士2S。然后卸除主試驗(yàn)力，保持初試驗(yàn)力，經(jīng)短時(shí)間穩(wěn)定后，進(jìn)行讀數(shù)；對(duì)于低硬度材料經(jīng)協(xié)商試驗(yàn)力保持時(shí)間可以延長，允許偏差士2S。（六）壓痕間距兩相鄰壓痕中心之間的距離至少應(yīng)為壓痕直徑的4倍，并且不應(yīng)小于2mm；任一壓痕中心距試樣邊緣的距離至少應(yīng)為壓痕直徑的2.5倍，并且不應(yīng)小于1mm。如無其他規(guī)定，每個(gè)試樣上的試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)不少于4點(diǎn)，第1點(diǎn)不計(jì)。第四十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日——凸圓柱面、凸球面上試驗(yàn)的洛氏硬度要修正（GB/T230.1-2004的附錄C和D）?！迨嫌捕戎抵辽賾?yīng)精確至0.5HR，每個(gè)試驗(yàn)一般給出3個(gè)洛氏硬度（JB/T6050-2006鋼鐵熱處理零件硬度測試通則）。六、試驗(yàn)結(jié)果處理第四十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴通過變換試驗(yàn)標(biāo)尺可測量硬度較高的材料，壓痕較小，可用于半成品、成品檢驗(yàn)和薄件表面硬度檢驗(yàn)，是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的硬度試驗(yàn)方法。

⑵壓痕較小，代表性較差。不適于測量組織不均勻材料。不同標(biāo)尺測得的硬度值彼此無內(nèi)在聯(lián)系，不可直接進(jìn)行比較。七、應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)例如：50HRC<70HRA〤

50HRB>40HRC〤第四十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日第三節(jié)維氏硬度試驗(yàn)0維氏硬度試驗(yàn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T4340-1984金屬維氏硬度試驗(yàn)方法GB/T5350-1985金屬小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)方法GB/T4342-1991金屬顯微維氏硬度試驗(yàn)方法GB/T4340.1-1999金屬維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)替代GB/T4340-1984、GB/T5350-1985、GB/T4342-1991；等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6507-1:1997金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T4340.1-2009金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法2010-04-01起實(shí)施；修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6507-1:2005金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法；其中GB/T4340.1-1999中的維氏硬度表單獨(dú)為GB/T4340.4-2009金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第4部分：硬度值表第四十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日GB/T4340.2-1999金屬維氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)替代：GB/T7664-1987維氏硬度計(jì)技術(shù)條件、GB/T17198-1997維氏硬度計(jì)（小于HV0.2）的檢驗(yàn)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6507-2:1997金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)GB/T4340.3-1999金屬維氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)替代：GB/T7663-1987標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度塊、GB/T17199-1997標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度塊（小于HV0.2）的標(biāo)定修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6507-3:1997金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定GB/T4340.4-2009金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第4部分：硬度值表2010-04-01起實(shí)施。單獨(dú)將平面維氏硬度值計(jì)算表列為一部分修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6507-4:2005金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第4部分：硬度值表第五十頁，共七十五頁，2022年，8月28日第五十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日一、試驗(yàn)原理

與布氏硬度試驗(yàn)原理基本相同，也是根據(jù)壓痕單位面積所承受的試驗(yàn)力計(jì)算硬度值。只是壓頭改用為兩相對(duì)面夾角為136°的金剛石正四棱錐體。第五十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日HV=0.102F/S

壓痕的表面積通過壓痕的對(duì)角線長度計(jì)算得到。維氏硬度一般不標(biāo)單位。

第五十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日二、維氏硬度的表示方法第五十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日三、試樣要求⑴試樣表面應(yīng)平坦光滑，不應(yīng)有氧化皮及外界污物，尤其不應(yīng)有油脂。試樣表面粗糙度要求較高，維氏硬度試樣不大于0.4μm，小負(fù)荷維氏硬度試樣不大于0.2μm；顯微維氏硬度試樣不大于0.1μm。⑵

制備試樣時(shí)，應(yīng)使過熱或冷加工等因素對(duì)試樣表面性能的影響減至最小。由于壓痕硬度淺，試樣表面根據(jù)樣品特性拋光。⑶

試驗(yàn)后，試樣背部如出現(xiàn)可見變形，則表明試樣太?。℅B/T4340.1-2009附錄A）。第五十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴維氏硬度按試驗(yàn)力大小分為3類：維氏硬度、小負(fù)荷維氏硬度、顯微維氏硬度。（相應(yīng)設(shè)備不同）⑵各級(jí)試驗(yàn)力誤差要求、金剛石錐體壓頭的尺寸和精度要求。⑶壓痕測量裝置的要求：測量壓痕對(duì)角線長度≤0.04mm時(shí)，壓痕測量裝置的估測能力為0.0002mm，最大允許誤差±0.0004mm；測量壓痕對(duì)角線長度＞0.04mm，痕測量裝置的估測能力為0.5d%，最大允許誤差為±1.0d%

。⑷硬度計(jì)的示值誤差（5點(diǎn)平均值與硬度塊標(biāo)準(zhǔn)值之差）要滿足規(guī)定的要求。⑸硬度計(jì)由國家計(jì)量部門定期檢定（檢定周期一般一年）。四、試驗(yàn)設(shè)備要求第五十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日（一）試驗(yàn)溫度試驗(yàn)一般在10～35℃室溫下進(jìn)行，對(duì)于溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，溫度為23℃±5℃。有嚴(yán)格溫度要求的，在試驗(yàn)報(bào)告中要說明試驗(yàn)溫度。五、試驗(yàn)操作要點(diǎn)（二）試樣的固定試樣表面、支承面、試驗(yàn)臺(tái)面應(yīng)清潔和無外界污物（氧化皮、油、灰塵等）；試樣試驗(yàn)面與試驗(yàn)力作用方向垂直；保證在試驗(yàn)過程中試樣不發(fā)生位移、傾斜、翹曲；小試樣、薄試樣應(yīng)鑲嵌或用特殊夾具夾持；在整個(gè)試驗(yàn)期間，硬度計(jì)不應(yīng)受到影響試驗(yàn)結(jié)果的沖擊和震動(dòng)。第五十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日（三）試驗(yàn)力選擇和試驗(yàn)力保持時(shí)間

使壓頭與試樣表面接觸，無沖擊和震動(dòng)地垂直于試驗(yàn)面施加試驗(yàn)力，直至達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)力值。從加力開始至全部試驗(yàn)力施加完畢的時(shí)間應(yīng)在2S～10S之間。試驗(yàn)力保持時(shí)間為10s～15s。對(duì)于要求特殊，試驗(yàn)力保持時(shí)間可適當(dāng)延長，允許誤差應(yīng)在±2S。

第五十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日（四）壓痕間距

任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的2.5倍（3倍）；兩相鄰壓痕中心間距離至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的3倍（6倍）。（五）壓痕測量aad第五十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴數(shù)值修約：≥100時(shí)，修約至整數(shù)；≤100時(shí)，3位有效數(shù)字。

⑵曲面試樣維氏硬度值的修正（GB/T4340.1-2009附錄B）。六、試驗(yàn)結(jié)果處理七、應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)⑴維氏硬度適用范圍廣，能測各種表面處理后的滲層、鍍層的硬度，較小、較薄工件的硬度，顯微維氏硬度可測合金中相的硬度。

⑵優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)力從小到大可任意選擇，所測硬度值從低到高標(biāo)尺連續(xù)。從極軟到極硬材料都可測量；測量精度高，可比性強(qiáng)。

⑶缺點(diǎn)：測量操作較麻煩，測量效率低；不適于大批生產(chǎn)和測量組織不均勻材料。第六十頁，共七十五頁，2022年，8月28日第六十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日第六十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日1硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金因硬度較高，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用洛氏硬度和維氏硬度檢測。硬質(zhì)合金和粉末冶金制品硬度的檢測2燒結(jié)材料GB/T9097.1-2002燒結(jié)金屬材料（不包括硬質(zhì)合金）表觀硬度的測定第1部分

截面硬度基本均勻的材料第六十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日2燒結(jié)金屬摩擦材料GB/T10425-2002燒結(jié)金屬摩擦材料表觀硬度的測定第六十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日⑴鑄鐵——維氏硬度不適合；

⑵鋼——維氏硬度（尤其是維氏硬度和小負(fù)荷維氏硬度）適合，并在有爭議時(shí)常常作為仲裁方法；

⑶許多零部件標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定：有爭議時(shí)維氏硬度仲裁方法，如高強(qiáng)度螺栓的硬度；

⑷維氏硬度用于有效硬化層深度的檢測（感應(yīng)淬火、滲碳淬火有效硬化層深度）。第六十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日

維氏硬度計(jì)壓頭的面夾角之所以采用136°，是為了使維氏硬度和布氏硬度在中、低硬度值范圍內(nèi)，對(duì)于同一均質(zhì)材料能得到很相近的硬度值。

這是因?yàn)檫@兩種試驗(yàn)方法都是以壓痕單位表面積上承受負(fù)荷的大小來表示硬度值的高低。在布氏硬度試驗(yàn)中，所得的壓痕直徑通常在0.24~0.6D，壓痕直徑為0.375D時(shí)相當(dāng)于直徑為D的鋼球壓頭壓入試樣的壓入角為44°，而嵌入正四棱錐體內(nèi)的鋼球壓痕的圓心角也為44°，在壓入角相同的條件下，其單位面積上承受的負(fù)荷是相等的，這就使維氏硬度值在一定范圍內(nèi)與布氏硬度值相等或接近。

當(dāng)試樣硬度在450HV以下時(shí)，維氏硬度值近似等于布氏硬度值。八、維氏硬度和布氏硬度的比較第六十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日第四節(jié)肖氏硬度試驗(yàn)0肖氏硬度試驗(yàn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)⑴GB/T4341-2001金屬肖氏硬度試驗(yàn)方法

→標(biāo)準(zhǔn)替代GB/T4341-1984金屬肖布氏硬度試驗(yàn)方法→本標(biāo)準(zhǔn)等效采用日本標(biāo)準(zhǔn)JISZ2246-1992金屬肖氏硬度試驗(yàn)方法?！鷺?biāo)準(zhǔn)規(guī)定的肖氏硬度試驗(yàn)范圍為5HS-105HS。⑵GB/T13313-1991軋輥肖氏硬度試驗(yàn)方法→GB/T13313-2008軋輥肖氏、里氏硬度試驗(yàn)方法→本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了軋輥肖氏硬度和里氏硬度的表示、測試方法，對(duì)試驗(yàn)儀器、被測軋輥、數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)報(bào)告的要求以及硬度換算表。本標(biāo)準(zhǔn)適用于各種類型的鍛鋼、鑄鋼及鑄鐵軋輥的肖氏硬度和里氏硬度測定。

第六十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日一、試驗(yàn)原理在肖氏硬度符號(hào)HS