硬度計

除了各種硬度計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、硬度計本身會產(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(biāo)準(zhǔn)所造成的誤差。對第二種誤差，在測量前需用標(biāo)準(zhǔn)塊對硬度計進行校準(zhǔn)。對洛氏硬度計校正結(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硬度計進行校正維修或換其他硬度測試法測定。

洛氏硬度各標(biāo)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(biāo)度進行測試;硬度低于HRC20時應(yīng)用HRB標(biāo)度進行測試。因為超出其規(guī)定的測試范圍時，硬度計的精確度及靈敏度較差，硬度值不準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。校準(zhǔn)硬度計用的標(biāo)準(zhǔn)塊不能兩面使用，因標(biāo)準(zhǔn)面與背面硬度不一定一致。一般規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)塊自標(biāo)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(zhǔn)確性。

3、硬度計調(diào)整后，開始測量硬度時，第一個測試點不用。因怕試樣與砧座接觸不好，測得的值不準(zhǔn)確。特第一點測試完，硬度計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，影響測量精確度。

維氏、洛氏硬度

硬度:是材料抵抗局部塑性變形的能力，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。

硬度試驗是機械性能試驗中最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(zhǔn)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)最新的里氏硬度測試原理利用最先進的微處理器技術(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(dāng)HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。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，分三種不同的情況

HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(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.還有肖氏硬度計

7.韋氏硬度計(HW)

適用于鋁合金類產(chǎn)品的韋氏硬度值測量。

8 石膏硬度計

適用于建筑石膏硬度測量，將鋼球置于試件上，測量在固定荷載作用下球痕的深度，經(jīng)計算得出試件的石膏硬度。

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。

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

中國硬度計的發(fā)展時間并不長，但是取得的成績卻不小。中國硬度計生產(chǎn)主要集中集中于:北京、山東、上海中北京 山東主要以洛式為主，上海已維氏見長。出口方面，中國硬度計以價格優(yōu)惠，穩(wěn)定性高而遠銷海外。里氏硬度計作為一種快捷的硬度測試方法，相關(guān)技術(shù)再近幾年取得了突飛猛進的發(fā)展，國產(chǎn)里氏硬度測量儀器的測量精度和準(zhǔn)確度已經(jīng)能夠和國際領(lǐng)先技術(shù)水平相媲美。2011年里氏硬度計實現(xiàn)了多項技術(shù)突破和性能優(yōu)化:

1、內(nèi)置藍牙模塊，支持無線打印

2、液晶屏顯示具有背光，且對比度可調(diào)，適用于各種作業(yè)場景下得讀數(shù)。

3、自動關(guān)機時間可調(diào)，開啟更優(yōu)化的省電模式

4、具有自我學(xué)習(xí)型的制式轉(zhuǎn)換

5、USB充電，邊充邊用。

6、明晰的欠壓、充電指示。

7:采用進口熱敏打印機頭，打印流暢，字體清晰。

國內(nèi)技術(shù)如今發(fā)展已經(jīng)不次于國際水平，出口產(chǎn)品大幅度提升，各廠家也有自己的特色，以前的同質(zhì)化現(xiàn)象減少，整個行業(yè)生態(tài)呈現(xiàn)良好態(tài)勢

1、布氏硬度計:主要是用于測未經(jīng)淬火的鋼材、鑄鐵、有色金屬及質(zhì)軟的軸承合金材料，用HBW表示。

2、維氏硬度計:主要是用于測黑色金屬、有色金屬、硬質(zhì)合金(如鋁合金)及表面滲碳、滲氮層的硬度，用HV表示。

3、洛氏硬度計:用于各種鋼材(含合金鋼、不銹鋼)硬度的測試。這是最重要的、最常用的一類硬度計。有以下洛氏硬度計、電動洛氏硬度計、數(shù)顯洛氏硬度計、數(shù)顯表面洛氏硬度、數(shù)顯洛氏、表面洛氏硬度計。

4、布洛維硬度計即可以打布氏、維氏、洛氏三種硬度的硬度計。比較適合于開發(fā)、研究用。

5、邵氏硬度計邵氏硬度計是用來測量橡膠、泡沫、塑料等物質(zhì)硬度的儀器，主要有HA和HD兩種，前者為較軟橡膠類硬度參數(shù)，后者為較硬的橡膠或塑料硬度參數(shù)。

7、鉛筆硬度計:這是用于涂層硬度的檢測，為將一支鉛筆夾在"小車"上，讓其在涂層上滑動，根據(jù)鉛筆的硬度和涂層上的劃痕來判斷涂層的硬度。

8、里氏硬度計:這是一種能將各種硬度值進行換算的較小型的硬度計。主要用于對金屬材料的測試，特別是對較大型的工件。

按原理可以分為:里氏硬度計、洛氏硬度計、布氏硬度計、邵氏硬度計、肖氏硬度計、巴氏硬度計、顯微硬度計、摩氏硬度計、維氏硬度計等。

按測量對象分為:水果硬度計、水泥硬度計等。

里氏硬度計主要功能: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(biāo);

里氏硬度計原理:用具有一定質(zhì)量的沖擊體在一定的試驗力作用下沖擊試樣表面，測量沖擊體距試樣表面1mm處的沖擊速度與回跳速度比值計算硬度，公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/VA(沖擊速度)。

數(shù)顯洛氏硬度計(大屏幕液晶屏顯)是機電一體化的硬度測試儀器.數(shù)顯洛氏硬度計外觀新穎，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，完全實現(xiàn)了自動化，消除了操作和讀數(shù)誤差。

數(shù)顯洛氏硬度計還具有洛氏標(biāo)尺的選擇/塑料洛氏標(biāo)尺的選擇(可選配功能)/各硬度之間的硬度換算等功能。

數(shù)顯洛氏硬度計適用于黑色金屬、有色金屬和非金屬材料的硬度測定。

洛氏硬度計，采取試樣品表面粗糙度要求小于或等于0.8μm

自動轉(zhuǎn)塔數(shù)顯布氏硬度計，采用獨特的雙核雙芯片，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(biāo)尺。操作簡便。

顯微硬度計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.顯微硬度計外觀新穎，采用微機控制，通過軟件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(biāo)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.顯微硬度計采用獨特的壓痕測量轉(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.顯微硬度計還可根據(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。

近幾年，在硬度檢測方面最重要的發(fā)展就是采用了觸屏技術(shù)，而10年之前硬度試驗的重點還在改進微處理器的控制上面，這一方面已有了很大改進，觸屏技術(shù)的出現(xiàn)徹底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)人硬度計。當(dāng)需要時，硬度計就成為生產(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(biāo)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?？芍匦露x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)顯顯微硬度計特點:

·先進的LCD全觸摸屏顯示鍵盤任意控制操作

·適合中國和國際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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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

邵氏硬度計本硬度計(橡膠硬度計)能快速測定塑料、橡膠、合成樹脂等的邵氏硬度。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(biāo)準(zhǔn)。

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

巴柯爾 (Barcol) 硬度 ( 簡稱巴氏硬度 ) 最早由美國Barber-Colman 公司提出，是近代國際上廣泛采用的一種硬度計類，以特定壓頭在標(biāo)準(zhǔn)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。巴柯爾硬度計(巴氏硬度計)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專用檢測工具 ( 特別 適用于玻璃鋼制品 )，已被大多數(shù)國家或國際組織認可。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 《用巴柯爾硬度計測量玻璃鋼( GRP )硬度試驗方法》 的國家標(biāo)準(zhǔn)。因此，巴柯爾硬度計是各生產(chǎn)單位、計量部門在質(zhì)量認證、質(zhì)量監(jiān)控、計量測試等方面首選的專用檢測儀器。

水果硬度計通過測量水果的硬度來判斷水果的成熟度。果實硬度計是種植業(yè)者不可缺少的用來確定水果采摘和上市時間的工具。

測量范圍:0-5kg(0-12lb)

測量對象:桃，杏，李子，甜瓜，柑橘類，柿子

附件:2個金屬探頭，8mm和11mm;削皮刀

可選配件:

可單獨選購測量微小水果的小直徑探頭(可提供的直徑為Φ1mm，Φ1.5mm，Φ2mm，Φ2.5mm，Φ3mm)，可任意選擇其中一種或者多種;水果硬度計臺(配合水果硬度計臺效果更好，測量更精準(zhǔn))

型號 測試直徑 測孔深度 精度

N6N 35-110mm 120mm 1

N6P 35-110mm 400mm ±2HRC≥20≤50

N6R 35-110mm 900mm ±21.5HRC≥50≤60

標(biāo)準(zhǔn)配置 測量主體測試單元N1E 000彈簧套筒 62.5指針表彈性聯(lián)結(jié)配壓頭指針表保護罩工具夾具支撐59-85mm夾具支撐84-110mm裝載盒操作手冊和硬度值對比表

可選附件:通過工廠鑒定的洛氏硬度樣塊可提供硬度值為

20,25,30,35,40,45,50,55,60,62/63,65

伸入深度(mm) 400

型號 測試直徑 測孔深度 精度

N6N 35-110mm 120mm 1

N6P 35-110mm 400mm ±2HRC≥20≤50

N6R 35-110mm 900mm ±21.5HRC≥50≤60

N6P000內(nèi)孔硬度計參數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)配置 測量主體測試單元N1E 000彈簧套筒 62.5指針表彈性聯(lián)結(jié)配壓頭指針表保護罩工具夾具支撐59-85mm夾具支撐84-110mm裝載盒操作手冊和硬度值對比表

可選附件:通過工廠鑒定的洛氏硬度樣塊可提供硬度值為

20,25,30,35,40,45,50,55,60,62/63,65

伸入深度(mm) 400

可測量最小直徑(mm) 35

利用標(biāo)準(zhǔn)附件可以測量的最大直徑(mm)110

重量(kg) 3.4

握緊力(N) 1500

標(biāo)準(zhǔn)測試方法 HR62.5RC

探桿 NDR06006U

可選探桿 Ball holder 1/8", 1/16"

一.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(biāo)尺 洛氏、表面洛氏、布氏

最小測量單位 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

試件最大高度 160mm

電源 AC220V±5,50~60HZ

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T4340.2國家標(biāo)準(zhǔn)，JJG151檢定規(guī)程

標(biāo)準(zhǔn)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。

布氏硬度

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、布氏硬度計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最大的一種試驗法，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。

布氏硬度計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

試件允許最大高度(mm):220

壓頭中心到機身距離(mm):135

布氏硬度計電源電壓:AC220V/50HZ

洛氏硬度

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、洛氏硬度計R(D)-150A1是一款手動加卸試驗力的洛氏硬度計，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。

洛氏硬度計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

試件允許最大高度(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

維氏硬度

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.維氏硬度計HVC-5A1是手動型維氏硬度計，而HVC-5D1型是自動轉(zhuǎn)塔硬度計。本機采用高倍率光學(xué)測量系統(tǒng)，目鏡鼓輪一次讀數(shù)?？蓽y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。

維氏硬度計HVC-5A1內(nèi)置硬度計算器，可通過輸入壓痕對角線長度，直接在LCD屏幕上顯示硬度值。

維氏硬度計HVC-5A1技術(shù)參數(shù):

顯微硬度標(biāo)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

最小讀數(shù)(mm):0.01

試件最大高度(mm):85

試件最大寬度(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

維氏硬度計電源電壓:AC220V/50HZ

所有的硬度計都不具備防水功能，請注意!

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。

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(biāo)。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(biāo)。

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。

布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球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(zhǔn)，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、.洛氏硬度計C標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(xí)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(biāo)。

1.HRC含意是洛式硬度C標(biāo)尺，

3.HRC適用范圍HRC 20--67，相當(dāng)于HB225--650

若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標(biāo)尺HRA。

若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標(biāo)尺HRB。

在熱處理行業(yè)中里氏硬度計的實際應(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。中國的熱處理行業(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，中國的熱處理檢測設(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、工模具熱處理后最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(biāo)，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(biāo)，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。采用便攜式里氏硬度計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)對里氏硬度計的使用狀況與使用方式，里氏硬度計是壓入和回跳硬度值組合的一種測試方式，從結(jié)構(gòu)上有它獨特而又廣泛的實用性，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，具有其他類型硬度計不可替代的優(yōu)勢。

結(jié)構(gòu)件及模具檢測實際使用情況

一、用里氏硬度計測試硬度來分析、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(dāng)用里氏硬度計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)域硬度最高和最低的相差較大，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(dāng)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)齒圈的最終熱處理工藝，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，再用顯微硬度計測試滲層從表層至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(xué)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(xué)熱處理過程有極其重要的影響)把里氏硬度計測試出的硬度與試樣上洛氏硬度計及顯微硬度計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(zhǔn)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、用里氏硬度計測試硬度來分析、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?？讌^(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?？讌^(qū)的硬度與滲層。以下是?？啄p的實物圖片:

由于模具尺寸大，而且?？追植荚谕鈭A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)揮了里氏硬度計的多樣適用性與小巧攜帶方便的特點，能夠準(zhǔn)確的測試出?？滋帉嶋H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(dāng)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硬度計的作用

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(dāng)用里氏硬度計對磨損區(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(dāng)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(dāng)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國際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，對中國制造業(yè)而言，這是一個非常關(guān)鍵的時期，之所以說是關(guān)鍵是因為過渡期后中國制造業(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(zhǔn)備提升競爭力，所以這是對企業(yè)非常緊迫的要求。

測定前應(yīng)檢查指針在自由狀態(tài)下應(yīng)指向零位。如指針量偏離零位時,可以松動右上角壓緊螺釘,轉(zhuǎn)動表面,對準(zhǔn)零位。然后將硬度計壓在玻璃板上,壓針端面與壓足底面緊密接觸于玻璃板上時,指針應(yīng)指向100+/-0.5HA,如不指向100+/-0.5HA時,可輕微按動壓針幾次,如仍不指100+/-0.5HA時,則此硬度計不能使用。如在邵氏硬度計測試機架上使用時,可撥動手柄,使工作臺上升至定荷砝碼抬起,使壓針端面與壓足平面緊密接觸于玻璃工作臺時,指針應(yīng)指向100+/-0.5HA。如不指100+/-0.5HA時, 可調(diào)整工作臺平面的調(diào)節(jié)螺釘,若調(diào)整后指針仍不指100+/-0.5HA時,最好送生產(chǎn)單位調(diào)整為宜。