什么是硬度计？

使用硬度计可以评估材料的特性，例如强度、延展性和耐磨性，从而帮助您确定该材料是否是一种或多种用途的材料，您的要求是否合适。

硬度测试的定义“通过其他较硬材料的渗透来确定材料对永久变形的抵抗力的测试。” 然而，硬度不是物质的基本特征。因此，在结束硬度测试时，您应该始终评估与以下相关的少量：

• 压痕上给出的载荷
• 具体加载时间和具体加载时间的说明
• 特殊的压痕几何

如何用硬度计测试？

硬度测试通常通过将尺寸物体（压痕）压在您要测试的材料表面来进行。硬度是通过测量压痕的穿透深度或测量压痕留下的影响大小来确定的。

• 测量压痕穿透深度的硬度测试包括洛氏硬度、仪器压痕测试和球压痕硬度。
• 测量受影响压痕大小的硬度测试包括 Vickers、Hemp 和 Brinell。

硬度计的种类

1. 笔式硬度计
2. 摆

 硬度测试的最佳方法

如何选择测试方法

您选择的硬度测试应基于测试材料的微观结构（例如均匀性）、材料类型、零件尺寸及其状况。

在所有硬度测试中，凹槽下方的材料必须代表整个微观结构（除非您尝试识别微观结构中的各种成分）。因此，如果微观结构非常大且不均匀，则需要较大的均质材料图像。

有四个主要的难度测试，每个都有自己的优势和要求。这些测试有不同的标准，详细描述了硬度测试的方法和应用。

选择硬度测试方法时的重要考虑因素是：

• 测试硬度的材料类型
• 是否符合要求的标准
• 材料的近似硬度
• 材料的同质性/异质性
• 件尺寸
• 是否需要安装
• 测试样品数量
• 精度要求结果

四种最常见的压痕硬度测试

洛氏硬度测试

Rockwell 是一种用于生产控制的快速硬化方法，主要用于金属材料的直接读数。洛氏硬度 (HR) 是通过在给定载荷下压痕进入样品材料后测量压痕深度来计算的。

• 通常用于更大的样品几何形状
• “快速测试”主要用于金属材料
• 可用于高级实验，如Jominy (HRC)

维氏硬度测试

维氏硬度测试适用于所有固体，包括金属材料。维氏硬度 (HV) 是通过引入具有一定载荷的金字塔形金刚石载荷来测量剩余样品材料中凹陷的对角线长度来计算的。使用表格或公式测量压痕对角线以确定刚度。

• 用于测试所有固体的硬度，包括金属
• 适用于广泛的应用
• 包括焊接硬度测试的子集。

麻硬度测试

在显微硬度测试范围内，努氏 (HK) 是维氏测试的替代方法。它主要用于克服脆性材料中的开裂以及促进薄膜的硬度测试。压痕为不对称金字塔形金刚石，距离通过长径光学测量。

• 用于陶瓷等硬脆材料
• 适用于小拉伸区域，如涂料

布氏硬度测试

布氏硬度测试用于测试粗大或非均质材料中较大试样的硬度。使用碳化钨球进行布氏硬度测试 (HBW) 压痕有比较大的影响。压痕的大小称为光学。

• 用于具有粗粒或异质晶粒结构的材料
• 用于较大的样品
• 适用于大型结构件的锻造和铸造

如何保证硬度测试的准确性和重复性

正确应用硬度测试需要仔细准备和执行。但是，一旦您掌握了基础知识，大多数困难测试都能提供良好的准确性和可重复性。

影响硬度测试的因素

有几个因素会影响硬度测试的结果。一般来说，硬度测试中使用的负载越少，必须控制的因素就越多，以确保获得准确的硬度测试结果。

这里有一些最重要的因素需要考虑，以确保难度测试的准确结论。

• 必须控制光、土壤、振动、温度和湿度等外部因素
• 测试仪和载物台必须牢固地固定在水平工作台上，样品必须固定或固定在支架或砧座中。
• 压痕应垂直于测试表面
• 使用维氏、努氏或布氏时，测试过程中亮度设置应保持不变
• 每次更换凹透镜或物镜时，都必须重新校准/验证测试仪。

硬度计测试的表面处理要求

在测试金属或其他材料的硬度之前，您必须准备好表面。所需的表面条件取决于测试类型和使用的负载。一般来说，表面处理的质量直接影响到硬测试结果，所以在决定低水平准备之前，你应该考虑表面质量和测试结果变化之间的权衡。

宏观
表面硬度测试通常就足够了，有时不需要准备。

显微硬度测试由于硬度测试中
使用的载荷较低，因此显微硬度测试需要抛光或电抛光表面。光学检查图像的边缘 / 角落必须清晰可见，这一点很重要。这可以机械地、化学地或电化学地完成。重要的是加热或冷加工不会改变样品的表面特性。

变形

切割和研磨可能会导致变形。根据硬度测试负载，必须通过抛光至 6.0、3.0 或 1.0 μm 去除这些表面。

对于小载荷（小于 300 gf1），表面必须完全无变形，样品需要氧化物或电解质以实现完全无损伤的表面。在引入制剂产品时，您还应该考虑柔软和/或有延展性的材料（即 HV 小于 120-150）更敏感。

用硬度计定义测试载荷

形式上，硬度测试载荷以牛顿 (N) 表示。然而，在历史上，它通常以千克力 (kgf)、热力 (gf) 或池塘 (p) 表示。kgf、kp 和 N 之间的相关性是：1.0 kgf = 1000 gf = 1.0 kp = 9.81 N

• 当压痕载荷小于 1 kg/kg 时，通常使用术语显微硬度测试。
• 当载荷超过 1 kg/kg 时使用术语宏观硬度测试

如果标准允许，请使用尽可能高的负载/力以获得最大的惯性，以确保获得最准确的结果。

用于测试金属材料硬度的四种方法中的每一种所使用的载荷 * 符合各种 ISO 和 ASTM 标准。

来源 ： 

https://www.struers.com/en/Knowledge/Hardness-testing#hardnesstestinghowto