硬度测试方法

与其他定义明确的材料特性不同，没有用于测量硬度的标准标尺。使用各种方法对材料进行测试，每种测试均使用其自己定义的标度表示硬度。

在本文中，我们将探讨五种最常见的测试方法，用于测量材料的硬度，它们之间的差异以及最适合的情况。

布氏硬度测试

布氏硬度试验需要测量所引起的恒定集中力压痕直径施加由钢或碳化物在试样球形压头。在施加恒定力之前，首先将钢球压头与材料接触，并保持10到15秒的持续时间，这称为保压时间。

停留时间结束后，移去球形压头，在样品上留下一个圆形的压痕。

布氏硬度使用以下公式计算：

布氏硬度HB =以千克力（kgf）施加的测试力÷压痕表面积（mm 2）

这种硬度测试方法是本文提到的5种测试方法中最宽，最深的压痕，使测试可以在更大的试样表面积上进行。这样可以在较宽的材料表面积上提供硬度的测试平均值，这具有考虑到金属表面和晶粒不规则性的优势。

但是，布氏硬度测试比其他测试方法要慢，并且会在测试样品上留下较大的永久印痕。

洛氏硬度测试

洛氏硬度试验评估材料的通过测量压痕的深度永久硬度由于所施加的集中负荷。洛氏硬度标度上的数字越高，材料越硬。通过使用金刚石锥或钢球压头在材料表面施加10 Kg的较小力来进行测试。

记录从该初始载荷开始的压入深度，并将其用作参考点。

然后在指定的停留时间内施加指定的主要载荷，从而进一步压入测试样品。计算基准位置和由于主要载荷而产生的压痕深度之间的差异，并将其记录为永久压痕深度。

洛氏硬度使用以下公式计算：

洛氏硬度，HRC = [0.2 –永久压痕深度（mm）] x 500

洛氏硬度测试的开发具有比布氏硬度测试更低的破坏力和价格。使用不同深度测量硬度有助于消除由于表面缺陷而引起的误差。

此外，无需额外的光学设备即可读取硬度值，这使其成为最常见的硬度测试方法之一。

维氏硬度测试

维氏硬度测试涉及使用4面基于正方形的锥压头，具有精确限定的恒定的力在试样来评估压痕的表面面积。首先提起样品，直到它与压头接触。

然后，通过压头将测试力施加到测试样品上，然后缓慢增加直至达到其指定值。然后将这个力保持适当的停留时间，并计算出菱形或方形压痕的表面积。

然后使用以下公式求出材料的维氏硬度：

维氏硬度，HV =以千克力（kgf）施加的测试力÷压痕表面积（mm 2）或HK = 1.854 x（F / D 2）

通过使用与球形相对的菱形压头（例如在布氏硬度测试和洛氏硬度测试中），可以用较小的力完成维氏硬度测试，并可以达到更高的精度。

通过放大测试金属的表面，该测试可用于靶向微结构成分，例如马氏体或贝氏体。由于维氏硬度测试需要使用光学和测量设备以及材料准备工作，因此与罗克韦尔测试相比，成本往往比其他硬度测试更高，并且花费的时间也更长。

努氏硬度测试

努氏硬度测试与维氏硬度测试非常相似，因为在特定的停留时间内将金刚石/金字塔形压头应用于测试材料。但是，努氏压头是细长的菱形，因此可以测试脆性材料和薄层而不会破裂。

努氏压头的主要对角线比维氏对角线长约三倍，并且以维氏测试深度的一半穿透材料，使其更适合测试脆性材料，例如陶瓷。

努氏硬度测试会产生菱形的压痕，其中一个对角线的长度是另一个的七倍。

努氏硬度通过以下公式计算：

努氏硬度，HK =施加的测试力，以千克力（kgf）÷压痕表面积（mm 2）或HK = 14.229 x（F /

莫氏硬度测试