文档介绍：硬度测试方法
王良辉
2016-5
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试验目的
1. 了解硬度检测方法的分类及作用
3. 驾驭洛氏硬度硬度检测方法的原理及 应用
概述
3硬度测试方法
王良辉
2016-5
*
试验目的
1. 了解硬度检测方法的分类及作用
3. 驾驭洛氏硬度硬度检测方法的原理及 应用
概述
3
硬度室金属材料力学性能指标中最常用的一特性能指标。
硬度的定义：材料对压入塑性变形、划痕、磨损或切削等的抗力。
压入法硬度的定义：材料在确定条件下反抗另一本身不发生残余变形物体压入的实力。
硬度检测的特点
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检测后的制件不被破坏，留在制件表面的痕迹很小，大多数状况下对制件的运用无影响，可视为无损检测；
检测设备简洁易于驾驭；
工作效率高。
硬度试验方法的分类
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按试验力施加速度分：静力试验法和动力试验法；
静力试验法：布氏、洛氏、维氏、努普硬度试验法等；
动力试验法：肖氏、里氏、锤击、弹簧加力等；
按试验力大小分：
宏观硬度试验法：试验力≥（5Kgf）
小负荷硬度试验法：试验力（-5Kgf）
显微硬度试验法：试验力（）
超显微硬度试验法：试验力<（）
纳米级硬度试验法：试验力<50nN
按试验力温度分：
常温硬度：室温下测试，应用最广泛；
低温硬度：0℃以下某一特定温度下测试；
高温硬度：室温以上某一特定温度下测试。
按试验原理分：
布氏、洛氏、维氏、肖氏、里氏、努普、韦氏、巴氏、划痕、锉刀等；
其他物理检测方法：超声波、磁矫顽力、磁导率
布氏硬度检测方法
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1889年-1900年由瑞典工程师部利奈尔（）提出，运用最早；由于该测试方法压痕较大，其硬度值受试样组织显微偏析及成分不匀整的影响稍微，结果分散性好，重复性好，能比较客观反映材料的客观硬度。故此测试方法成为最常用，最广泛的硬度检测方法。
原理：
在规定检测力F的作用下，将确定直径D的硬质合金球（淬火钢球）压入试样表面，保持一段时间后卸除检测力，测量试样上压痕的直径d，依据d计算球形压痕的表面积A，布氏硬度值即为检测力除以压痕球形表面积A所得的商，单位为N/m㎡。
布氏硬度检测方法
计算公式：
布氏硬度符号：HBW、HBS
HBW=F/A，A=πDh
F-试验力，N/Kgf；
D-压头直径，mm；
d-压痕直径，mm；
h-压痕深度，mm。
布氏硬度检测方法
计算公式：
以上公式中F的单位为Kgf，而国际标准运用N为力的基本单位上述公式变为：
F的单位为N
布氏硬度检测方法
相像性原理及其应用：
在进行不是硬度试验时，照常理分析，同一球体对应同一试样，当试验力变换时，凹印面积会随试验力的大小而变更。但单位面积上的抗力是相同的，即不是硬度值是一常数。对于不同软硬的材料试验力变换时应有对应差值，保证不同材料的可比性事实上，在硬度检测中试验力与球随意变换时，直径的变更与凹印面积的变更在球冠与接近球径处是非线性关系的，对于软硬差异大的材料，压头压入深浅不同其应力状况时困难的。所以上述志向状况不存在。也就是说，在不是硬度测试时，不能随意选择压头和试验力，必需遵守确定的规则，这就是相像性眼里的提出。
布氏硬度检测方法
相像性原理及其应用：
相像性原理的应用，在布氏硬度试验方法中时特别重要的，对于硬度不同的材料，如能接受变换试验力和压头球径的方法获得同意的压入角，就能获得精确的可比硬度值。在实际测试时，留意选择试验力和球径的合理搭配，限制压入角和球径在确定范围内变更，就能获得对同意种材料由相同的硬度值，对于不同硬度的材料能获得可比较的硬度值的结果。
布氏硬度检测方法
相像性原理及其应用：
实践证明，即使同一种材料，用固定直径的球形压头，其硬度值随试验力的变更而又差异，见右图。不是硬度分别为228HBS10/3000/30；100HBS10/1000/30；46HBS10/500/30，三种不同的材料，在变换试验力的状况下所得到的布氏硬度值与压痕直径d与球直径D之比的关系曲线。从中可以看出，当合理选择试验力和压头的球径，当时，压入角大小对应为28°-74°，硬度值更接近真实值，当d=，压入角为44°时，硬度值为最真实的。在外的范围时，硬度值不能从比照表中查出。
布氏硬度检测方法
布氏硬度标准：GB/T2