維氏硬度的檢測方法

1. 硬度的檢測方法有哪幾種，各自的檢測范圍都是什麼

硬度：是指金屬表面抵抗其它更硬物體壓入的能力。按照測量方法的不同,可分為布氏硬度/洛氏硬度/維氏硬度/肖氏硬度等。
一、 布氏硬度HB
布氏硬度是用一定的負荷（一般為3000kg），把一定硬度的淬硬鋼球（常用10、5、2.5毫米）壓入材料表面，然後用所加的負荷除以材料上球印的表面積，所得結果就是布氏硬度值，單位是公斤/平方毫米,但習慣上不予標注。按照GB231-84<金屬布氏硬度試驗方法>,用淬火鋼球所測出的硬度用HBS表示;用硬質合金球為壓頭所測出的硬度值為HBW.HBS適用於測量退火/正火/調質鋼及鑄鐵/有色金屬及硬度小於450HBS的較軟材料;HBW適用於測量硬度在450~650HBW之間的淬火材料.
1、優點：由於被測金屬壓坑面積較大，所以結果比較准確。同時實踐證明HB與不淬火鋼抗拉強度σb有一定的近似關系，對於低碳鋼σb=3.53HB，中碳鋼σb=3.5HB，高碳鋼σb=3.33HB，灰鑄鐵σb=0.98HB，（σb單位為Mpa）因此根據材料的布氏硬度值，可以近似地確定金屬材料的抗拉強度。
2、缺點：不適合測量HB大於450的材料，因為材料的硬度太高容易引起鋼球變形，使得測量結果不準確。同時由於壓印較大，不適合測定成品和薄板材料。
二、洛氏硬度HR
洛氏硬度是用120度圓錐形金剛石壓入器或直徑為1.59毫米的淬硬鋼球作為壓頭,在一定的負荷的作用下壓入材料的表面上,用壓入的深度來計算材料硬度的大小。洛氏硬度沒有單位。根據所採用的負荷不同，洛氏硬度又分為三種
1、HRA測量硬度很高或硬而薄的HB大於700的金屬，如硬質合金錶面處理工件等，負荷為60公斤及120o金鋼錐）；
2、HRB測量較軟的退火件及銅、鋁及HB=60~230的金屬，負荷為100公斤及ф1.588mm鋼球；
3、HRC一般用於測量HB=230~700的調質鋼或淬火回火後的工件，負荷為150公斤及120o金鋼錐；
優點：使用方法簡便，可以直接從刻度盤上直接讀出數值。由於壓印較小，適合測定成品和薄板材料。
缺點：由於壓印小，所以不準確，一般多測幾點，然後取平均值。
以上三種洛氏硬度中一HRC應用最多，一般經淬火處理的鋼材均用它。
洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間的關系約為高硬度時 HRC1/10HB；
三、 維氏硬度HV和顯微硬度
測定維氏硬度的原理基本與布氏硬度相同，區別在於壓頭採用錐面夾角為136度的金剛石正四棱錐體，單位是公斤/平方毫米，一般不予標出。
維氏法所用載荷較小。壓痕淺，適用於測量零件薄的表面硬化層、金屬鍍層及薄片金屬的硬度，這是布氏和洛氏所不及的。此外,因壓頭是金剛石角錐，載荷可調范圍大，故對軟硬材料均適用，測定范圍0~1000HV。
較新的國家標准為GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗第一部分：試驗方法》
用布氏、洛氏、維氏的硬度試驗法，載荷大、壓痕面積大，只能得到金屬材料組織混合物的平均硬度值，當需要測定某個相或某個晶粒硬度時，就要用到顯微硬度。
顯微硬度試驗法的原理與維氏相同，也是以載荷與壓痕表面積之比來確定。不同的是所採用的載荷極小，一般在1~120gf(1gf=0.0098N)，顯微硬度值也可用HV來表示。
四、肖氏硬度HS
肖氏硬度試驗是動態力試驗中最簡單的試驗方法。試驗時，使一定重量的標准沖頭（底端鑲有金剛石圓柱體）或鋼球從一定高度自由落於試樣表面，然後由於試樣的彈性變形，又使其回跳到一定高度，可用落下的高度與回跳的高度的比值來計算肖氏硬度值HS。它取決於材料的彈性性質。因此又被稱為彈性回跳硬度。

2. 維氏硬度檢測方法有哪些

維氏硬度試驗按試驗力大小的不同，細分為三種試驗，即：維氏硬度試驗、小負荷維氏硬度試驗和顯微維氏硬度試驗。見表3-1
表3-1維氏硬度試驗的三種方法
試驗力范圍/N硬度符號試驗名稱F 49.03HV5維氏硬度試驗
1.961 F<49.03
HV0.2~<HV5
小負荷維氏硬度試驗
0.09807 F<1.961
HV0.01~<HV0.2
顯微維氏硬度試驗
維氏硬度試驗主要用於材料研究和科學試驗方面
小負荷維氏硬度試驗主要用於測試小型精密零件的硬度，表面硬化層硬度和有效硬化層深度，鍍層的表面硬度，薄片材料和細線材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由於試驗力很小，壓痕也很小，試樣外觀和使用性能都可以不受影響。
顯微維氏硬氏試驗主要用於金屬學和金相學研究。用於測定金屬組織中各組成相的硬度，用於研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗還用於極小或極薄零件的測試，零件厚度可薄至3�0�8m。

3. 硬度測試有常見的幾種方式，簡單描述下測試的原理及用途

根據試驗方法和適應范圍的不同，常見的硬度單位可分為布氏硬度、維氏硬度、洛氏硬度、顯微維氏硬度等許多種，不同的單位有不同的測試方法，適用於不同特性的材料或場合。
1. 洛氏硬度測試：將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球）分兩個步驟壓入試樣表面，經規定保持時間後，卸除主試驗力，測量在初試驗力下的殘余壓痕深度h，根據h值及常數N和S計算洛氏硬度。
2. 布氏硬度：將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球）分兩個步驟壓入試樣表面，經規定保持時間後，卸除主試驗力，測量在初試驗力下的殘余壓痕深度h，根據h值及常數N和S計算洛氏硬度。
3. 維氏硬度：將頂部兩相對面具有規定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣表面，保持規定時間後，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長。維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商，壓痕被視為具有正方形基面並與壓頭角度相同的理想形狀。

4. 金屬材料硬度檢測（維氏、洛氏、布氏）

檢測金屬厚板、工模具鋼、 Al、Cu 、金屬薄材 不規則或細小件滲碳,氮化等表面硬化件之維氏硬度﹐以衡量材料對於塑性變形的抵抗能力富士康華南檢測中心。一般來說如果要檢測硬度較低的碳鋼、有色材料多選用布氏硬度計，材料硬度較高時，如淬火鋼、工具鋼選用洛氏硬度計，鋁型材選用小巧方便的韋氏或巴氏硬度計。金屬材料的硬度往往與其抗拉強度，耐磨性以及材料強度等性能有著密切的聯系。因為金屬工件的硬度值可以反影出一些金屬的特性，比如金屬工件的硬度值越高往往其耐磨性就越強，其強度也會越高。
檢測項目
※維氏硬度
※布氏硬度
※洛氏硬度
參考標准：
維氏：JIS Z 2244:2009
ASTM E 384-11
GB/T 4340.1-2009
布氏：GB/T 231.1-2009
ASTM E 10-10
JIS Z 2243-2008
洛氏: JIS Z 2245:2011
ASTM E 18-08b
GB/T 230.1-2009

5. 硬度試驗的試驗方法

1900年由瑞典人J.A.布里涅耳首先提出。圖1為布氏硬度試驗的原理。試驗時用一定大小的載荷P(牛頓)把直徑為D（毫米）的鋼球壓入被測材料表面，保持一定時間後卸除載荷，表面留下直徑為d（毫米）的壓痕，計算出壓痕的表面積F，根據下式得出布氏硬度值，用HB表示。
試驗在布氏硬度計上進行。適用於各種退火狀態下的鋼材、鑄鐵和有色金屬，一般用於硬度小於HB 450的場合。布氏硬度壓痕較大，一般以10mm及2.5mm的鋼球應用最為廣泛，因此布氏硬度檢測的硬度值最為代表性，較易得出材料的平均硬度，但所測工件表面壓痕明顯，不適用於檢測成品件。 由美國冶金學家S.P.洛克韋爾所提出，是應用最廣的試驗方法。試驗時以錐角為120°的金剛石圓錐或直徑為1.588毫米的鋼球為壓頭，先以初載荷P0壓入被測件表面，壓入深度為h0。再加主載荷P1，總載荷P=P0+P1，此時壓入總深度為h1。卸除主載荷P1，由於試樣的彈性變形恢復了h2，因此h=h1-h2-h0。由h值根據式可算出硬度值，式中k為常數。實際上，在洛氏硬度計上可以不經計算直接在表盤上讀出HR值。
為了用一種硬度計測定從軟到硬的材料硬度，須採用不同的壓頭和總載荷，組成不同的標尺，常用的有HRA、HRB、HRC 3種方法。
洛氏硬度試驗適用於各種鋼材、有色金屬、淬火後的高硬工件和硬質合金等，因其壓痕較小，常用於檢測成品及半成品的硬度，但對於組織不均勻的材質會出現檢測硬度差別較大的可能性。 英國維克斯公司提出的一種試驗方法，用兩相對夾角為136°的正棱形角錐以一定載荷P壓入被測件表面，由壓痕平均對角線長度d（毫米）計算壓痕表面積F（毫米2），則維氏硬度值HV可由下式計算得出
維氏硬度值也可根據壓痕對角線長度和載荷查表得出。維氏硬度試驗適於用來測定金屬鍍層或化學熱處理後的表面層硬度。
當維氏硬度試驗的作用載荷在 1千克力（980.5牛頓）以下時，稱為顯微硬度試驗。它可測定材料微小區域內的如金屬中的非金屬夾雜物或單個晶粒的硬度，可用來鑒別金相組織中的不同組成相，或測定極薄層內的硬度。 將鋼球在沖擊力作用下壓入試樣表面，測出被測件上的壓痕直徑，據此求出硬度值。有兩種測法：一種是將鋼球在已知的彈簧力的作用下，壓入被測件表面，根據壓痕大小，得出硬度值。另一種是將鋼球置於已知硬度的標准桿和被測件之間，用錘敲擊，測出標准桿和被測件的壓痕大小，進行比較後，求出被測件的硬度。

6. 測量一種金屬材料的硬度（布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度），如何根據金屬材料使用合適的硬度進行測量。

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，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、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。
布氏硬度以HB[N（kgf/mm2）]表示（HBS\HBW）（參照GB/T231－1984），生產中常用布氏硬度法測定經退火、正火和調質的鋼件，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結構鋼等毛胚或半成品的硬度。
洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產中HRC用得最多。壓痕較小，可測較薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。
維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測量極薄試樣。
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7. 材料常用的硬度試驗方法有幾種

材料的硬度測試大致有三類方法：
1、壓入法，主要有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。
2、回跳式，主要有肖氏硬度、理氏硬度。
3、刻劃法，如莫氏硬度。
上述硬度測試方法的適用范圍大致為：
1、布氏硬度通常用於測定鑄鐵、非鐵金屬、低合金結構鋼及結構鋼調質件等。
2、洛氏硬度理論上可用於各種材料硬度的測試，但因用不同的硬度等級測得的硬度值無法比較，故常用於淬火鋼的硬度測試。
3、維氏硬度常用於表面淬火時石硬化層深度和化學熱處理（如滲氮）件表面硬度測試。
4、肖氏硬度和理氏硬度常用於測試經精加工零件的表面硬度，如機床淬火導軌等。
5、莫氏硬度是一種劃痕硬度，主要用於無機非金屬材料，特別是礦物的硬度測試。

8. 硬度的測定方法有哪些

1.金屬洛氏 測試原理 將壓頭(金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球)分兩個步驟壓入試樣表面,經規定保持時間後,卸除主試驗力,測量在初試驗力下的殘余壓痕深度h,根據h值及常數N和S計算洛氏硬度。 術語及定義...
2.金屬布氏 測試原理 對一定直徑的硬質合金球施加試驗力壓入試樣表面,經規定保持時間後,卸除試驗力,測量試樣表面壓痕的直徑。布氏硬度與試驗力除以壓痕表面積的商成正比。壓痕被看作是具有一定半徑的球形,...
3.金屬維氏 測試原理 將頂部兩相對面具有規定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣表面,保持規定時間後,卸除試驗力,測量試樣表面壓痕對角線長。維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商,壓痕被視...
4.顯微維氏 術語及定義 試驗力——試驗時所用的負載。 壓痕對角線——卸載後,壓頭在被測樣品表面留下的方形或菱形壓痕的對角線。 壓頭夾角——壓頭頂部兩相對面的夾角。 測試程序 試驗一般在10~35...
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9. 維氏硬度計的使用方法

維氏硬度計以49.03～980.7N的負荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規定時間後，用測量壓痕對角線長度，再按公式來計算硬度的大小。

它適用於較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度，試驗負荷﹤1.949.03N，它適用於較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗負荷﹤1.961N，適用於金屬箔、極薄表面層的硬度測定。

試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值計算公式：HV = 常數×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………式中：HV ――― 維氏硬度符號；F ――― 試驗力（單位N）；d ――― 壓痕兩對角線d1、d2的算術平均值（單位mm）。

實用中是根據對角線長度d通過查表可得到維氏硬度值。國家標准規定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm。

(9)維氏硬度的檢測方法擴展閱讀

維氏硬度計一般分類三種:

一、維氏硬度計一般指最大負荷在10-50公斤的維氏硬度試驗機

二、小負荷維氏硬度計一般指最大負荷在5公斤的維氏硬度試驗機

三、顯微維氏硬度計一般指最大負荷在1公斤的維氏硬度

維氏硬度計表示為HV，維氏硬度符號HV前面的數值為硬度值，後面為試驗力值。常見的有HV5,HV10，HV20，HV30，HV50和HV100標準的試驗保持時間為10～15S。但對於有色金屬則不能小於30秒，如果選用的時間超出這一范圍，在力值後面還要註上保持時間。

300HV30—表示採用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間10～15S時得到的硬度值為300。

450HV30/25—表示採用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間25S時得到的硬度值為450。

10. 金屬材料維氏硬度試驗有哪些國際及國家標准

GB/T4340-2009《金屬材料 維氏硬度試驗》，共分為4個部分，分別是：
1、GB/T 4340.1-2012金屬材料 維氏硬度試驗---試驗方法；
2、GB/T 4340.2-2012金屬材料 維氏硬度試驗---2硬度計的檢驗與校準;
3、GB/ T4340.3-2012金屬材料 維氏硬度試驗---3標准硬度塊;
4、GB?T4340.4-2012金屬材料 維氏硬度試驗---4硬度值換算表。
另外還有《GBT_7997-2014硬質合金 維氏硬度試驗方法》，這些標准均是最新修訂的，並與國際標准組織ISO的標准等效。