【硬度計】洛氏硬度計、維氏硬度計和布氏硬度計的區別

    　現如今硬度計早已廣泛應用于工廠(chǎng)、車(chē)間等行業(yè)各種金屬材質(zhì)硬度的測量，可是硬度計的種類(lèi)也比較多，消費者也經(jīng)常會(huì )為硬度計的選取而苦惱，接下來(lái)我們可以了解下常見(jiàn)的三款硬度計的使用范圍及區別。
 

　　在測量金屬硬度時(shí)，用的比較多的有洛氏硬度計、布氏硬度計、維氏硬度計。具據統計，硬度計的使用中，洛氏硬度計的應用已經(jīng)達到70%，洛氏硬度計常用的標尺的有HRC、HRB和HRF，其中HRC標尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應用zui多的硬度試驗方法。HRB標尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標尺盡管也可用于大多數黑色金屬，但是實(shí)際應用上一般只限于測試硬質(zhì)合金和簿硬鋼帶材料。
 

　　在采用洛氏硬度試驗時(shí)，當遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時(shí)，就應改用表面洛氏硬度試驗。洛氏硬度計適于對成批加工的成品或半成品工件進(jìn)行逐件檢測，該試驗方法對測量操作的要求不高，非專(zhuān)業(yè)人員容易掌握?？蓽y試各種黑色和有色金屬，測試淬火鋼、回火鋼、退火鋼、表面硬化鋼、各種厚度的板材、硬質(zhì)合金材料、粉末冶金材料、熱噴涂層的硬度。
 

　　布氏硬度計特別適用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，布氏硬度試驗還可用于有色金屬和軟鋼，采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計多用于原材料和半成品的檢測，由于壓痕較大，一般不用于成品檢測測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料。它的試驗數據穩定，重現性好，精度高于洛氏，低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強度值之間存在較好的對應關(guān)系。布氏硬度試驗的缺點(diǎn)是壓痕較大，成品檢驗有困難，試驗過(guò)程比洛氏硬度試驗復雜，測量操作和壓痕測量都比較費時(shí)，并且由于壓痕邊緣的凸起、凹陷或圓滑過(guò)渡都會(huì )使壓痕直徑的測量產(chǎn)生較大誤差，因此要求操作者具有熟練的試驗技術(shù)和豐富經(jīng)驗，一般要求由專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗員操作。
 

　　維氏硬度計是測試熱處理工件表面硬度的重要手段，它可選用0.5～100kg的試驗力，測試薄至0.05mm厚的表面硬化層，它的精度是zui高的，可分辨出熱處理工件表面硬度的微小差別。另外，有效硬化層深度也要由維氏硬度計來(lái)檢測，所以，對于進(jìn)行表面熱處理加工或大量使用表面熱處理工件的單位，配備一臺維氏硬度計是有必要的。
 

　　硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
 

　　維氏硬度計、布氏硬度計、洛氏硬度計是硬度計最常用的三種。
 

　　區別如下：
 

　　1. 布氏硬度(HB)
 

　　光學(xué)原理，測量圓形壓痕直徑。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(shí)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)。

　　特點(diǎn)：壓痕大、精度高;

　　缺點(diǎn)：光學(xué)原理，需要用眼睛通過(guò)目鏡測量壓痕直徑。

　　不過(guò)可以選擇CCD硬度圖像處理系統(壓痕圖像投影到電腦上)
 

　　2. 洛氏硬度(HR)
 

　　原理是測量深度。當HB>450或者試樣過(guò)小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個(gè)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。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來(lái)表示：

　　HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度超 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)。

　　優(yōu)點(diǎn)：操作方便快捷、直接數字顯示;是三款硬度計里操作使用最簡(jiǎn)單的。

　　缺點(diǎn)：不能測量0.2mm以下太薄的工件
 

　　3. 維氏硬度(HV)
 

　　光學(xué)原理，測量菱形壓痕對角線(xiàn)長(cháng)度。以120kg以?xún)鹊妮d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HV值(kgf/mm2)。

　　注：洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準，稱(chēng)為標尺A、標尺B、標尺C。 洛氏硬度試驗是現今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，然后根據壓痕深 度計算硬度值。標尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf);標尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N(合100kgf);而標尺C使用與標尺A相同的球錐菱形作為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟的材料，而標尺C適用較硬的材料。實(shí)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關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續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。但各種材料的換算關(guān)系并不一致。

　　特點(diǎn)：壓痕大、精度高、可以測量很薄的工件，是三款機器里測量范圍最廣的。

　　缺點(diǎn)：光學(xué)原理，需要用眼睛通過(guò)目鏡測量壓痕直徑。

　　不過(guò)可以選擇CCD硬度圖像處理系統(壓痕圖像投影到電腦上)


以上是為您總結的關(guān)于三款常用硬度計的區別，希望對您在選擇硬度計方面有所幫助。如您還有其它關(guān)于技術(shù)問(wèn)題，可免費咨詢(xún)我司技術(shù)人員：13889943666（微信同號）
 

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作者：佛山精測儀器技術(shù)部

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