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韦氏硬度计，巴氏硬度计，数显巴氏硬度计，金属电导率测试仪，同心度测量仪、高精度偏摆检查仪，洛氏硬度计，维氏硬度计，数显显微小负荷维氏硬度计，便携式硬度计，里氏硬度计，涡流测厚仪，膜厚计，可程式恒温恒湿箱，冷热冲击试验箱，高低温试验箱，盐雾试验箱，步入室恒温恒湿室，精密烤箱，砂尘试验箱，氙灯耐气候试验机，紫外光老化试验箱，箱式淋雨试验箱，双翼跌落试验机，单翼跌落试验机，模拟汽车运输振动台，电脑伺服系统纸箱耐压试验机，全自动破裂强度试验机，电子式破裂强度试验机，纸箱环压强度试验机，油墨脱色试验机，纸箱抗压试验机，万能材料试验机，落锤冲击试验机，线材弯折试验机，纸箱耐压试验机等。
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金属材料硬度计试验原理
日期：2024-05-05 13:36
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摘要：
金属材料硬度计试验原理
硬度是评定金属材料力学性能*常用的指标之一。对于金属材料的硬度，至今在国内外还没有一个包括所有试验方法的统一而明确的定义。就已经标准化的、被国内外普通采用的金属硬度试验方法而言，金属材料硬度的定义是:材料抵抗另一较硬材料压入的能力。
硬度检测是评价金属力学性能*迅速、*经济、*简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是*长用的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。而洛氏硬度试验又是应用*多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。
1.布氏硬度计原理：
对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。
图1布氏硬度试验原理
HB =F / S ……………… （1-1）
=F / πDh ……………… （1-2）
= ……………… （1-3）
式中：F —— 试验力，N；
S —— 压痕表面积，mm；
D —— 球压头直径，mm；
h —— 压痕深度， mm；
d —— 压痕直径，mm
图1布氏硬度试验原理
HB =F / S ……………… （1-1）
=F / πDh ……………… （1-2）
= ……………… （1-3）
式中：F —— 试验力，N；
S —— 压痕表面积，mm；
D —— 球压头直径，mm；
h —— 压痕深度， mm；
d —— 压痕直径，mm
布氏硬度计的特点：
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm直径球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，测量操作和压痕测量都比较费时，并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差，因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验，一般要求由专门的实验员操作。
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm直径球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，测量操作和压痕测量都比较费时，并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差，因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验，一般要求由专门的实验员操作。
布氏硬度与抗拉强度的关系
由于布氏硬度试验能够反映出试样较大范围内的综合性能，因此布氏硬度与材料的其他机械性能关系密切，尤其是与抗拉强度存在近似的换算关系：
σb=K·HB ……………… （1-6）
式中：σb—抗拉强度值，MN/m2；
K—常数，不同材料有不同的数值。
通过测试布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。这一点在生产实际中具有重大意义。可以通过测量硬度的方法得到近似的强度值，这样既可以提高工作效率，又可以节省材料。
部分金属材料的换算关系如1-3表所示。
由于布氏硬度试验能够反映出试样较大范围内的综合性能，因此布氏硬度与材料的其他机械性能关系密切，尤其是与抗拉强度存在近似的换算关系：
σb=K·HB ……………… （1-6）
式中：σb—抗拉强度值，MN/m2；
K—常数，不同材料有不同的数值。
通过测试布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。这一点在生产实际中具有重大意义。可以通过测量硬度的方法得到近似的强度值，这样既可以提高工作效率，又可以节省材料。
部分金属材料的换算关系如1-3表所示。
材料 | 布氏硬度值 | 近似换算关系 |
钢 | 125～175 ＞175 | σb≈0.343HB×10MN/m2 σb≈0.363HB×10MN/m2 |
铸铝合金 | σb≈0.26HB×10MN/m2 | |
退火黄铜、青铜 | σb≈0.55HB×10MN/m2 | |
冷加工后的黄铜、青铜 | σb≈0.40HB×10MN/m2 |