硬度計
科技名詞定義
中文名稱：硬度計
英文名稱：hardness tester
定義：用于測定材料硬度值的試驗機。
應(yīng)用學科：機械工程（一級學科）；試驗機（二級學科）；材料試驗機-材料試驗機名稱（三級學科）
金屬硬度測量zui早起源于18世紀20年代，由雷奧姆爾提出并被應(yīng)用到金屬硬度檢測。硬度定義:表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度分類
硬度試驗是機械性能試驗中zui簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗，生產(chǎn)上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關(guān)系。
1.里氏硬度（Dietmar Leeb）
里氏硬度是根據(jù)的里氏硬度測試原理利用的微處理器技術(shù)設(shè)計而成
2.布氏硬度（HB）
以一定的載荷（一般3000kg）把一定大小（直徑一般為10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm2 （N/mm2）。
3.洛氏硬度（HR）
當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的甓壤幢硎荊?HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度*的材料（如硬質(zhì)合金等）。
HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。
HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。
4. 維氏硬度（HV）
以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用載荷值除以材料壓痕凹坑的表面積，即為維氏硬度值（HV）。
5 努氏硬度 （HK）
適用于高硬度材料的硬度測試（一般HV1000硬度以上的硬度測量）。
6.還有肖氏
7.韋氏（HW）
適用于鋁合金類產(chǎn)品的韋氏硬度值測量。
以上硬度只是常用的幾種，另外還有肖氏（HS）硬度、邵氏（HS）硬度、巴氏硬度、摩氏硬度等。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。
分類
按原理可以分為：里氏、洛氏、布氏、邵氏、肖氏、巴氏、顯微、摩氏、維氏等
按測量對象分為：水果、水泥等
布氏
布氏原理：在直徑為 D（mm）的淬火鋼球上施加規(guī)定的載荷 P（公斤力），壓入試樣表面如圖1，保持一定時間后，卸除載荷。用壓痕表面積 F 除所承受的平均壓力 P，所得之商（公斤/毫米2）表示布氏硬度值，符號為HB
里氏
可通過按鍵選擇測試材料、硬度制式、測試方向及測試次數(shù)；
可實現(xiàn)六種硬度（HLD、HRB、HRC、HB、HV、HS）間的轉(zhuǎn)換；
可反復(fù)顯示各次測試結(jié)果，并可自動或手動刪除誤操作測試結(jié)果；
可隨時輸出單次測試平均值或整體輸出所有存儲數(shù)據(jù)；
自動檢測電池電壓，在測試狀態(tài)有電量顯示圖標；
里氏簡介：
◆ 新型全封閉的金屬外殼，小巧、便攜、可靠性高，適用于惡劣的操作環(huán)境，抗振動、沖擊和電磁干擾
◆ 大屏幕128×64圖形點陣液晶、EL背光顯示，信息豐富、直觀，方便在光線昏暗環(huán)境中使用
◆ 全中文顯示，菜單式操作，測量方向可以任意，操作簡單、方便
◆ USB即插即用接口設(shè)計，標準配置附帶USB數(shù)據(jù)處理線纜，可以方便、快捷地與PC機電腦進行數(shù)據(jù)交換和參數(shù)設(shè)定，輕松實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的海量存儲
◆ 一臺主機可選配備7種不同沖擊裝置使用，自動識別沖擊裝置類型,更換時無需重新校準
◆ 標準配置附帶人性化數(shù)據(jù)處理軟件，數(shù)據(jù)處理軟件具有傳輸測量結(jié)果、測值存儲管理、測值統(tǒng)計分析、打印測值報告、批量設(shè)定儀器參數(shù)等豐富功能，滿足質(zhì)量保證活動和管理的更高要求
◆ 大容量存儲500組（沖擊次數(shù)32～1）數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)包括單次測量值、平均值、測量日期、沖擊方向、次數(shù)、材料、硬度制等信息
◆ 可預(yù)先設(shè)置硬度值上、下限，超出范圍自動報警，方便用戶批量測試的需要支持“鍛鋼（Steel）”材料，當用D/DC型沖擊裝置測試“鍛鋼”試樣時，可直接讀取HB值，無需人工查表；低功耗設(shè)計，電源供電采用2節(jié)AA（五號）尺寸普通堿性電池，可連續(xù)工作不小于50小時；具有自動休眠、自動關(guān)機等節(jié)電功能
適用材料：
鋼和鑄鋼、合金工具鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋁合金、銅鋅合金（黃銅）、銅錫合金（青銅）、純銅、鍛鋼
技術(shù)參數(shù)：
◆ 測量范圍： （170-960）HLD,（17-68）HRC,（19-651）HB,（80-976）HV,（30-100）HS,（59-85）HRA,（13-100）HRB
◆ 測量方向：支持360º（垂直向下、斜下、水平、斜上、垂直向上）
◆ 硬度制式：里氏（HL）、布氏（HB）、洛氏B（HRB）、洛氏C（HRC）、洛氏A（HRA）、維氏（HV）、肖氏（HS）
◆ 顯示：點陣LCD，128×64圖形點陣液晶
◆ 數(shù)據(jù)存儲：zui大500組（沖擊次數(shù)32～1）
◆ 工作電壓：3V（2節(jié)AA尺寸堿性電池串聯(lián)）
◆ 持續(xù)工作時間：約50小時（不開背光時）
◆ 通訊接口標準：USB1.1
◆ 外形尺寸：132 X 76.2
◆ 整機重量：345 g
洛氏
數(shù)顯洛氏（大屏幕液晶屏顯）是機電一體化的硬度測試儀器.數(shù)顯洛氏外觀新穎,大屏幕顯示,菜單式結(jié)構(gòu),采用微機控制,硬度值以數(shù)字直接顯示.硬度測試結(jié)果可以直接打印輸出,升降螺桿與旋輪間自動反饋鎖合,外接RS232超級終端設(shè)置,可外接打印機,具有良好的可靠性,可操作性和直觀性;除試臺升降外,*實現(xiàn)了自動化,消除了操作和讀數(shù)誤差.
數(shù)顯洛氏還具有洛氏標尺的選擇/塑料洛氏標尺的選擇（可選配功能）/各硬度之間的硬度換算等功能.
數(shù)顯洛氏適用于黑色金屬、有色金屬和非金屬材料的硬度測定.
布氏
自動轉(zhuǎn)塔數(shù)顯布氏，采用*的雙核雙芯片，改變以往的錘壓式加荷方法。采用CPU控制，傳感器采集信號，步進電機加荷的閉環(huán)控制系統(tǒng)。具備了10級試驗力,可分別測試布氏硬度的10種標尺.操作簡便.
主要技術(shù)參數(shù):
1試驗力:612.9N（62.5kg）、980.7N（100kg）、1226N（125kg）、1839N（187.5kg）、2452N（250kg）、4903N（500kg）、7355N（750kg）、9807N（1000kg）、14710N（1500kg）、29420N（3000kg）
2 力值載荷穩(wěn)定性： 1/3000
3 力值加載： 自動
4 轉(zhuǎn)塔方式： 自動
5 加荷時間： 可調(diào)
6 測微目鏡放大倍率： 20倍
7 測微目鏡鼓輪zui小分度值： 0.00125mm
8 試樣zui大高度： 225mm
9 壓頭中心至機體zui大距離： 135mm
10 電源電壓： AC 220V/110V 50～60Hz
11 外形尺寸： （789×543×225）mm
12 重量（凈重）： 130kg
顯微
顯微是采用精密機械技術(shù)和光電技術(shù)的新型顯微維氏和努氏硬度測試儀器.它具有良好的可靠性,可操作性和直觀性.顯微外觀新穎,采用微機控制,通過軟健可選擇維氏和努氏硬度的測量、能調(diào)節(jié)測量光源的強弱,并能預(yù)置試驗力保持時間,采用LCD顯示屏,通過操作控制鍵可選擇硬度標尺HV或HK、試驗力、保荷時間、光源亮度可以無級調(diào)節(jié).用測微目鏡測得對角線長度D1和D2值,按鍵輸入后即可在LCD上顯示硬度值,操作簡便.通過面板輸入測量壓痕對角線長度、屏幕直接讀出硬度值,簡便了查表的繁瑣.顯微采用*的壓痕測量轉(zhuǎn)換和測微目鏡一次測量讀數(shù)機構(gòu).使用方便,測量精度高.顯微還可根據(jù)用戶特殊要求配制攝影裝置,能對所測壓痕和材料金相組織進行拍攝.廣泛應(yīng)用于測定微小、薄形試件、表面滲鍍層等試件的顯微硬度和測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、人造寶石等較脆而又硬的材料的努氏硬度,是科研機構(gòu)、工廠及質(zhì)監(jiān)部門進行材料研究和檢測的理想硬度測試儀器.
適用范圍:熱處理、碳化、淬火硬化層,表面覆層,鋼,有色金屬和微小及薄形零件等.
觸摸屏顯微
近幾年，在硬度檢測方面zui重要的發(fā)展就是采用了觸屏技術(shù)，而10年前硬度試驗的重點還在改進微處理器的控制上面，現(xiàn)在這一方面已有了很大改進，觸屏技術(shù)的出現(xiàn)*打破了硬度測試儀器在獲取和分析試驗結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)方面的限制。
觸屏技術(shù)發(fā)展的價值可以從許多方面來認識。在生產(chǎn)和質(zhì)量控制過程中聯(lián)人。當需要時，就成為生產(chǎn)周期的相關(guān)要素。它可以作為控制工藝傲綜合試驗、抽樣分析和標定數(shù)據(jù)，也可以在生產(chǎn)線上進行硬度檢驗。
這些性能很有實際意義，許多生產(chǎn)廠商認為：硬度和裝配、精加工工序一樣是決定零件質(zhì)量的重要因素。
在操作水平上，觸屏技術(shù)可更簡單、更經(jīng)濟地實現(xiàn)檢驗過程的記錄、顯示、控制和數(shù)據(jù)的存儲。
實際上，蓋板就是在兩層塑料薄膜之間嵌人一個 8 ×8的矩陣塊共6 4個觸點，手指按在任何一個觸點或一群觸點上，壓力通過傳導(dǎo)墨跡作為一種信號傳給儀器內(nèi)置的軟件。可重新定義這6 4 個觸點，它們可以單個或任意組合操作。在某個允許的極限內(nèi)，只需單擊一下，這6 4個點即可象一個觸點一樣覆蓋整個屏區(qū)。
觸摸屏自動轉(zhuǎn)塔數(shù)顯顯微特點：
觸摸屏顯微VTD512
•先進的LCD全觸摸屏顯示鍵盤任意控制操作
•適合中國和使用的中英文操作軟件的選擇
•采用了長工作距離平場消色差物鏡，提高成像清晰度,大大降低了對焦過程中試樣•和物鏡碰撞的可能
• ISO、ASTM、GB各標尺的硬度轉(zhuǎn)換設(shè)置
• 數(shù)據(jù)處理打印和RS232輸出
•測試時間的日期與時間設(shè)置
• 測試過程中的蜂鳴器提示
•硬度測試的標準值和極限值設(shè)置
•節(jié)能設(shè)置，長時間不使用電機、控制面板及照明系統(tǒng)會自動關(guān)閉
• 顯微維氏與克氏硬度測試可自動選擇
邵氏
邵氏本（橡膠）廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料的硬度測定。具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、型小體輕、讀數(shù)直觀等特點，既可以隨身攜帶手持測量，也可以裝置在配套生產(chǎn)的同型號定荷架上定荷測定。本儀器執(zhí)行JB6148-92標準。
二、 主要參數(shù)
1.刻度盤值：0-100HA
2.壓針行程范圍：0-2.5mm
3.壓針端部壓力：0.055N-8.06N
4.壓針頂端直徑：0.79mm±0.03mm
巴氏
巴柯爾 （Barcol） 硬度 （ 簡稱巴氏硬度 ） zui早由美國 Barber-Colman 公司提出，是近代上廣泛采用的一種類，以特定壓頭在標準彈簧的壓力作用下壓入試樣，以壓痕的深淺表征試樣的硬度。巴柯爾（巴氏）作為專門測量玻璃鋼制品、增強或非增強硬塑料、鋁及鋁合金、黃銅、紫銅等較軟金屬硬度的檢測工具 （ 特別 適用于玻璃鋼制品 ），已被大多數(shù)國家或組織認可。美國材料試驗協(xié)會（ ASTM ）、日本工業(yè)規(guī)范（ JIS ）、中國等國家相繼制定 《用巴柯爾測量玻璃鋼（ GRP ）硬度試驗方法》 的國家標準。因此，巴柯爾是各生產(chǎn)單位、計量部門在質(zhì)量認證、質(zhì)量監(jiān)控、計量測試等方面的檢測儀器。
無錫市計量科學研究所，是我國制定巴柯爾硬度檢定標準的主要參與者、巴柯爾硬度zui高標準器的擁有者和國產(chǎn)*臺巴柯爾的研制和生產(chǎn)單位，也是國家實驗室認證的巴柯爾專業(yè)檢測機構(gòu)。經(jīng)過二十多年的不斷完善，本所生產(chǎn)的 H Ba系列巴柯爾的各項性能和技術(shù)指標*與美國 Barber-colman 公司 GYZJ 系列相媲美 （ 見下表 ） ，而且有些功能（如記憶功能、數(shù)顯功能），美國產(chǎn)品并不具備。
自動轉(zhuǎn)塔數(shù)顯維氏
一.產(chǎn)品特點：
1.HVS-5Z型自動轉(zhuǎn)塔數(shù)顯維氏是光機電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，它具有在測試時壓頭與物鏡自動缺換，測試點自動定位。有良好的可靠性，可操作性，是小負荷維氏的升級換代產(chǎn)品。
2.該機采用計數(shù)機軟件編程，高倍率光學測量系統(tǒng)，光電傳感等技術(shù)，通過軟件輸入，能調(diào)節(jié)測量光源的強弱，選擇測試方法與硬度對照表、保持時間，文件號與儲存等，在LCD大屏幕顯示上能顯示試驗方法、試驗力，測量壓痕長度、硬度值、試驗力保持時間，測量次數(shù)，并能鍵入年、月、日期，測量次數(shù)，試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)處理等，通過打印機輸出，RS232接口與計數(shù)機連網(wǎng)。
3.適用于測量微小、薄型試件、表面滲鍍層處理后的零件，是科研機構(gòu)、工廠及質(zhì)檢部門進行研究和檢測的理想的硬度測試儀器。
二.適用范圍：
熱處理、碳化、淬火硬化層，表面覆層，鋼，有色金屬，4微小及薄形零件等。
三.技術(shù)數(shù)據(jù)：
試驗力
2.94N0.3Kgf、4.9N0.5Kgf、16.80N1Kgf、19.6N2.0Kgf、
29.4N3.0Kgf、49.0N5.0Kgf
轉(zhuǎn)換標尺洛氏、表面洛氏、布氏
zui小測量單位 0.062μm
總放大倍數(shù)100×（觀察）200×（測量）總放大倍數(shù)
數(shù)據(jù)輸出內(nèi)置打印機和RS-232接口
加荷控制自動（加荷、保荷、卸荷）
儀器重量35kg
試件zui大高度 160mm
電源 AC220V±5,50~60HZ
執(zhí)行標準 GB/T4340.2國家標準，JJG151檢定規(guī)程
標準配件附件 物鏡20×、10×，維氏壓頭，數(shù)顯測量目鏡10x，大平試臺、中平試臺、v型試臺、硬度塊 2，電源線等。
編輯本段的測量對象
鋼和鑄鋼、合金工具鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋁合金、銅鋅合金（黃銅）、銅錫合金（青銅）、純銅、鍛鋼、熱處理、碳化、淬火硬化層,表面覆層,鋼,有色金屬和微小及薄形零件、橡膠、塑料、IC薄片、珠寶等
編輯本段注意事項
除了各種使用時特殊注意事項外，還有一些共同的應(yīng)注意的問題，現(xiàn)列舉如下：
1、本身會產(chǎn)生兩種誤差：一是其零件的變形、移動造成的誤差；二是硬度參數(shù)超出規(guī)定標準所造成的誤差。對第二種誤差，在測量前需用標準塊對進行校準。對洛氏校正結(jié)果，差值在±1之內(nèi)合格。差值在±2之內(nèi)的穩(wěn)定數(shù)值，可以給出修正值。差值在±2范圍之外時則必需對進行校正維修或換其他硬度測試法測定。
洛氏硬度各標度有一事實上的適用范圍，要根據(jù)規(guī)定正確選用。例如，硬度高于HRB100時，應(yīng)采用HRC標度進行測試；硬度低于HRC20時應(yīng)用HRB標度進行測試。因為超出其規(guī)定的測試范圍時，的度及靈敏度較差，硬度值不準確，不宜使用。其他硬度測試法也都規(guī)定有相應(yīng)的校正標準。校準用的標準塊不能兩面使用，因標準面與背面硬度不一定一致。一般規(guī)定標準塊自標定日起一年內(nèi)有效。
2、在更換壓頭或砧座時，注意接觸部位要擦干凈。換好后，要用一定硬度的鋼樣測試幾次，直到連續(xù)兩次所得硬度值相同為止。目的是使壓頭或砧座與試驗機接觸部分壓緊，接觸良好，以免影響試驗結(jié)果的準確性。
3、調(diào)整后，開始測量硬度時，*個測試點不用。因怕試樣與砧座接觸不好，測得的值不準確。特*點測試完，處于正常運行機制狀態(tài)后再對試樣進行正式測試，記錄測得的硬度值。
4、在試件允許的情況下，一般選不同部位至少測試三個硬度值，取平均值，取平均值作為試件的硬度值。
5、對形狀復(fù)雜的試件要采用相應(yīng)形狀的墊塊，固定后方可測試。對圓試件一般要放在V形槽中測試。
6、加載前要檢查加載手柄是否放在卸載位，加載時動作要輕穩(wěn)，不要用力太猛。加載完畢加載手柄應(yīng)放在卸載位置，以免儀器長期處于負荷狀態(tài)，發(fā)生塑性變形，影響測量度。
維氏、洛氏硬度
硬度：是材料抵抗局部塑性變形的能力，現(xiàn)在多用壓入法測定。
注：各硬度值相互之間不能直接比較，只能通過硬度對照表換算。
編輯本段硬度相關(guān)計算
一、布氏硬度（HB）
1.測試用壓頭：直徑為D的鋼球或硬質(zhì)合金球；
2.適用范圍：對金屬來講，只適用于測定退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。
3.優(yōu)點：測量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定；
4.缺點：壓痕大，不能用于太薄件或成品件。
5、布氏HBE-3000外形設(shè)計上美觀大方，有使用簡單方便,免計算查表等特點方便了廣大用戶的使用。布氏硬度試驗是所有硬度試驗中壓痕zui大的一種試驗法，它能反映出材料的綜合性能，不受試樣組織顯微偏析及成分不均勻的影響，所以它是一種精度較高的硬度試驗法。
布氏HBE-3000技術(shù)參數(shù)：
總試驗力（N）：612.5,980,1225
布氏硬度試驗（N）：1837.5,2450,4900,7350,9800,14700,29400
硬度測量范圍：8-650HBW（硬質(zhì)合金鋼球）
顯微鏡放大倍率：20X
試件允許zui大高度（mm）：220
壓頭中心到機身距離（mm）：135
布氏電源電壓：AC220V/50HZ
二、洛氏硬度（HR）
1.洛氏硬度的分類及適用范圍：根據(jù)壓頭的材料及壓頭所加的負荷不同，洛氏硬度可分為：HRA、HRB、HRC。HRA 適用于測量硬質(zhì)合金、表面淬火層或滲碳層；HRB 適用于測量有色金屬和退火、正火鋼等；HRC 適用于調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。
2.洛氏硬度的優(yōu)點：操作簡單、壓痕小、適用范圍廣；
3.洛氏硬度的缺點：測量結(jié)果分散度大。
4、洛氏R（D）-150A1是一款手動加卸試驗力的洛氏，適用黑色金屬、有色金屬的洛氏硬度測定。廣泛適用于工廠車間和計量部門。
洛氏R（D）-150A1技術(shù)參數(shù)：
初試驗力（N）：98
總試驗力（N）：588,980,1471
硬度示值讀數(shù)方式：表式
試件允許zui大高度（mm）：170
壓頭中心到機身距離（mm）：140
硬度測試范圍：
（20-88）HRA
（20-100）HRB
（20-70）HRC
三、維氏硬度（HV）
1.測試用壓頭：金剛石四方角錐體，所加負荷較小；
2.維氏硬度的優(yōu)點：保留了布氏硬度和洛氏硬度的優(yōu)點，既可測量由極軟到極硬的材料的硬度，又能相互比較。
3.維氏HVC-1是手動型維氏，而HVC-5D1型是自動轉(zhuǎn)塔。本機采用高倍率光學測量系統(tǒng)，目鏡鼓輪一次讀數(shù)。可測定鋼、有色金屬、IC薄片、薄塑料、金屬薄片、涂層、表面覆層、層壓金屬、熱處理碳化層和淬火硬化層的深度與硬度梯度。
維氏HVC-1內(nèi)置算器，可通過輸入壓痕對角線長度，直接在LCD屏幕上顯示硬度值。
維氏HVC-1技術(shù)參數(shù)：
顯微硬度標尺:HV0.2,HV0.5,HV1.0,HV2.0,HV3.0,HV5.0
顯示:保持時間，硬度值，試驗力
試驗力（kgf）:0.2 - 0.5 - 1.0 - 2.0 - 3.0 - 5.0
加載控制:自動（加載/保持/卸載）
試驗力保持時間（s）:1～99
試驗力選擇:外置式選力旋鈕，試驗力顯示在LCD屏上
物鏡:10×，20×
目鏡放大倍數(shù):10×
總放大倍數(shù)（μm）:100×, 200×
測量范圍（μm）:400
分辨率（μm）:0.5
測量范圍:（5-3000）HV
XY試臺尺寸（mm）:100×100
行程范圍（mm）:25×25
zui小讀數(shù)（mm）:0.01
試件zui大高度（mm）：85
試件zui大寬度（mm）:120（從壓頭中心線至機壁距離）
輸出:內(nèi)置式微打（選配）、RS232串行接口
維氏電源電壓:AC220V/50HZ
所有的都不具備防水功能，請注意！
四 、努氏硬度
努氏（Knoop）硬度試驗基本原理是將兩長棱夾角為172°30’、 短棱夾角為130°的底面為菱形的金剛石四棱錐體壓頭（圖3.2-1），在一定的試驗力作用下壓入試樣表面，保持一定的時間后，卸除試驗力，測量壓痕長對角線的長度，如圖3.2-2所示，以試驗力除以壓痕投影面積所得的商表示努氏硬度值。
硬度換算公式
1.洛式硬度（HRC）= 勃式硬度（BHN）/10-3
硬度測定范圍:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300
硬度是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。
實踐證明：硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。
布氏硬度HB ：
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
布氏之壓頭為淬硬鋼球HBS或硬質(zhì)合金球HBW，試驗載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。
布式硬度壓痕較大，測量值準，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測一類。
布式硬度值有單位，且和抗拉強度有一定的近似關(guān)系。
布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑，然后查表或計算。
洛氏硬度HRA，HRB，HRC：
HRB，HRC、.洛氏C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗載荷為一確定值，中國標準是150公斤力。
洛式硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數(shù)點求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測一類。
洛式硬度值是“無名數(shù)”，沒有單位。因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。
維氏硬度HV：
橡膠塑料邵氏硬度HA,HD等硬度其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。
里氏硬度Hl、肖氏硬度HS則屬于回跳法硬度試驗，其值代表金屬彈性變形功的大小，而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。
1.HRC含意是洛式硬度C標尺，
3.HRC適用范圍HRC 20--67，相當于HB225--650
若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。
若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。
在熱處理行業(yè)中里氏的實際應(yīng)用
熱處理是提高和保證機械產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性、提高制造業(yè)市場競爭力的重要基礎(chǔ)之一，其行業(yè)水平的高低對制造業(yè)發(fā)展起著舉足輕重的作用。目前，我國的熱處理行業(yè)除了少數(shù)廠家外，總體水平遠不能適應(yīng)加入WTO后熱處理行業(yè)面臨的更激烈的市場競爭環(huán)境。在這其中，我國的熱處理檢測設(shè)備更為落后。嚴重的限制和阻礙了工藝技術(shù)的發(fā)展和造成產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定，更重要的是不能有效的防止產(chǎn)品出現(xiàn)不必要的質(zhì)量事故。下面我就機械零件、工模具熱處理后zui常用的硬度測試來舉例。
硬度是衡量金屬材料軟硬的一個指標，硬度值實際上不是一個單位的物理量，它是表征著材料的彈性、塑性、形變、強化率、強度和韌性等一系列不同物理量組合的一種綜合性能指標，一般可以認為硬度是指金屬表面上不大體積內(nèi)抵抗變形破裂的能力。采用便攜式里氏進行硬度檢測的實用價值在于不必破壞工件并可成批檢驗零件，已成為產(chǎn)品質(zhì)量檢查、制定合理工藝和分析產(chǎn)品質(zhì)量的重要實驗方法之一。
根據(jù)對里氏的使用狀況與使用方式，里氏是壓入和回跳硬度值組合的一種測試方式，從結(jié)構(gòu)上有它*而又廣泛的實用性，尤其是測試大中型尺寸而且形狀復(fù)雜的工件及工模具的硬度值與失效分析，具有其他類型不可替代的優(yōu)勢。
結(jié)構(gòu)件及模具檢測實際使用情況
一、用里氏測試硬度來分析、驗證大型齒軸、內(nèi)齒圈預(yù)處理工藝及滲碳淬火工藝的方法：
1、預(yù)處理工藝后測試
這道工藝操作后的質(zhì)量直接影響滲碳工藝操作后齒軸、內(nèi)齒圈滲碳層硬度分布的均勻性、齒部的變形量。更重要的是芯部的強度（未滲層）。當用里氏測試齒軸的齒部及柄部、內(nèi)齒圈的外圓內(nèi)徑及端面，如果發(fā)現(xiàn)測試的同一區(qū)域硬度zui高和zui低的相差較大，在審查儀表爐溫、裝爐方式、工藝冷卻方式都正常的前提條件下，就可根據(jù)硬度值高低差值及分布的狀況，推斷出工件內(nèi)組織存在著偏析或帶狀組織。如金相圖片顯示的帶狀偏析
因為用硬度法測試的實況是測試點在黑色的珠光體帶硬度偏高，在白色鐵素體帶硬度偏低。這種組織缺陷在隨后的滲碳淬火工藝操作中是不可能消除，而是被保留下來。一旦大型齒軸、內(nèi)齒圈存在這種組織缺陷，在裝機使用時不僅會造成使用壽命短的問題，而且常造成重大設(shè)備事故。當我們通過測試硬度法可推斷出鍛件中有這種帶狀偏析后，立即采用固溶處理工藝操作或其他消除帶狀偏析的工藝即可消除缺陷，從而防止設(shè)備事故的發(fā)生、減少損失。
2、滲碳工藝后測試
這道工藝氏齒軸與內(nèi)齒圈的zui終熱處理工藝，通常檢驗人員只對試樣測試HRC硬度，
然后再切開試樣做金相分析：滲層馬氏體級別、碳化物級別、形態(tài)分布、殘余奧氏體量形態(tài)、心部馬氏體級別，再用顯微測試滲層從表層至HV550硬度為深層深度以上操作作為終檢。但從現(xiàn)場發(fā)生齒軸早期失效斷軸，齒部嚴重磨損的事故分析中發(fā)現(xiàn)，實物的硬度低于試樣的硬度，尤其常常出現(xiàn)在深層滲碳時，原因是實物齒軸、內(nèi)齒圈與試樣不是同塊料上截取下來的，也不是同一爐所做的預(yù)處理。這樣在實物與試樣滲前原始組織不同，滲后的組織與硬度有一定差異，更主要的是在整個滲碳工藝操作中，由于工件的擺放及滲碳表面積巨大的差異（化學熱處理吸收過程的相界面反應(yīng)及主要因素中有一條滲入介質(zhì)各組分的濃度與工件表面狀態(tài)、表面形狀、表面積大小及表面能量對化學熱處理過程有極其重要的影響）把里氏測試出的硬度與試樣上洛氏及顯微測試出的硬度相比較、加之對試樣滲層的金相組織分析結(jié)合起來，就可較快而準確的找出產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因。加之作必要的工藝調(diào)整，可在工件組裝前就把事故隱患消除。
二、用里氏測試硬度來分析、驗證中大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具工藝，
這是一支用馬氏體不銹鋼所制作的飼料模具，主要用于生產(chǎn)飼料。模具上有10000～27000個孔，每小時有10噸的混合飼料粉狀物從模孔區(qū)擠出成為顆粒狀。所以環(huán)模質(zhì)量與使用壽命的關(guān)鍵控制點是環(huán)模上模孔區(qū)的硬度與滲層。以下是模孔磨損的實物圖片：
由于模具尺寸大，而且模孔分布在外圓上，測試點是個曲面，孔與孔之間的間距一般有3～4mm，在這種條件下正好發(fā)揮了里氏的多樣適用性與小巧攜帶方便的特點，能夠準確的測試出模孔處實際硬度。根據(jù)實測的硬度以及對試塊所作的金相分析，可更合理的修正和制定工藝，充分發(fā)揮材料潛力，提高使用壽命。如環(huán)模一小時出10噸飼料，當延長10小時使用壽命就可出100噸飼料，會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。
三、工模具失效分析中里氏的作用
材質(zhì)5CrMnMo大型熱鍛模具在使用中常因為型腔早期磨損、塌陷而失效。
當用里氏對磨損區(qū)測試硬度時發(fā)現(xiàn)磨削的硬度值低于未使用前測試的硬度（38～42HRC）在32～34HRC范圍。這就說明在紅熱的毛坯（>10000C）對型腔加熱的第二階段（毛坯在型腔加熱大體可分為四個階段）,受熱量大約在80%～85%時，因模腔壁厚散熱慢，某些點區(qū)溫度高達6500C以上。當模具型腔因傳導(dǎo)受熱后溫度超過模具回火溫度，模具在工作過程中是處在繼續(xù)回火過程階段，將繼續(xù)發(fā)生組織與性能的變化，就造成了磨損區(qū)硬度值的降低而發(fā)生熱磨損，就表明5CrMnMo這種熱作模具鋼不適宜做大型模具。當選用600～6500C溫區(qū)內(nèi)服役的熱作模具如3Cr2W8V，3Cr3Mo3VNb這類熱穩(wěn)定性、熱強性、屈服強度的熱作模具鋼比采用5CrMnMo更適宜。
在中國這個工業(yè)化進程還遠沒有完成的情況下，迫切需要努力縮短與先進制造水平的差距，作為企業(yè)必須從戰(zhàn)略高度上來認識到熱處理行業(yè)，不僅從設(shè)備、工藝，尤其是檢測設(shè)備急需要不斷吸取國內(nèi)外新技術(shù)，更要看在熱處理企業(yè)中實際生產(chǎn)應(yīng)用的情況。這才是一個非常明智的舉措，因為在加入WTO后按世貿(mào)規(guī)則有五年過渡期，對我國制造業(yè)而言，這是一個非常關(guān)鍵的時期，之所以說是關(guān)鍵是因為過渡期后我國制造業(yè)企業(yè)基本上將處于國外大公司同等競爭地位，而且在這過渡期中，我們尚可充分準備提升競爭力，所以這是對企業(yè)非常緊迫的要求。
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