各種硬度計(jì)測量原理

硬度--是衡量材料軟硬程度的一個性能指標(biāo)。它既可理解為是材料抵抗彈性變形,、塑性變形或破壞的能力,，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念,，而是材料彈性,、塑性,、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo),。硬度試驗(yàn)的方法較多,，原理也不相同，測得的硬度值和含義也不*一樣,。
zui常用的是靜負(fù)荷壓入法硬度試驗(yàn),，即洛氏硬度（HRA/HRB/HRC）、布氏硬度（HB）、維氏硬度（HV）,，其值表示材料表面抵抗堅(jiān)硬物體壓入的能力,。而里氏硬度（HL）、肖氏硬度（HS）則屬于回跳法硬度試驗(yàn),，其值代表金屬彈性變形功的大小,。因此，硬度不是一個單純的物理量,，而是反映材料的彈性,、塑性、強(qiáng)度和韌性等的一種綜合性能指標(biāo),。

布氏硬度計(jì)
布氏硬度（HB）是以一定大小的試驗(yàn)載荷,，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測金屬表面,，保持規(guī)定時間,，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑,。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商,。一般為：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(fù)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）,。

洛氏硬度計(jì)
洛氏硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個硬度單位,。當(dāng)HB>450或者試樣過小時,，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)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(yàn)材料硬度的不同,，分三種不同的標(biāo)度來表示：
: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 :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，如鑄鐵 :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

維氏硬度計(jì)
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，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）,。 它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定,。維氏硬度尚有小負(fù)荷維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷1.961~49.03N,它適用于較薄工件,、工具表面或鍍層的硬度測定,；顯微維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷小于1.961N,適用于金屬箔,、極薄表面層的硬度測定,。

肖氏硬度計(jì)
肖氏硬度試驗(yàn)是一種動載試驗(yàn)法，其原理是將具有一定質(zhì)量的帶有金剛石或合金鋼球的重錘從一定高度落向試樣表面,，根據(jù)重錘回跳的高度來表征測量硬度值大小,。符號為HS.重錘回跳得越高，表面測量越硬,。A90屬金剛鉆的硬度,、D45屬淬火鋼的硬度。

邵氏硬度計(jì)
具有一定形狀的鋼制壓針﹐在試驗(yàn)力作用下垂直壓入試樣表面﹐當(dāng)壓足表面與試樣表面*貼合時﹐壓針面相對壓足平面有一定的伸出長度L（即壓針扎進(jìn)被測物的深度）,，以L值的大小來表征邵氏硬度的大小,，L值越大﹐表示邵爾硬度越低﹐反之越高。 
我國在這方面標(biāo)準(zhǔn)采用HA和HD兩種,，其中HA為較軟橡膠類硬度參數(shù)（采用35度錐角的壓針）,，HD為較硬的橡膠或塑料硬度參數(shù)（采用30度錐角的壓針）。
計(jì)算公式為HA=100-L/0.025和HD=100-L/0.025. 需要指出,，有的塑料硬度很高,，如“賽鋼”（可做成齒輪等耐磨件），并不適合于用邵氏硬度計(jì)來測硬度,。

鉛筆硬度計(jì)
這是用于涂層硬度的檢測,，為將一支鉛筆以45度夾在“小車”上，加載7.5牛頓力,，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。
硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中zui簡單易行的一種試驗(yàn)方法,。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn),，生產(chǎn)上需要一個比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。實(shí)踐證明,，金屬材料的各種硬度值之間,，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的,，材料的強(qiáng)度越高,，塑性變形抗力越高,，硬度值也就越高。