• o   主要特點

a   數顯顯微裝置，機器配有數顯式測微目鏡，不用查表，也不用輸入壓痕對角線的長度，在液屏上直接能顯示實驗方法試驗力、壓痕長度、硬度值、試驗力保持時間、測量次數等。

a   具有可連接攝像裝置的輸出接口。可選配LCD視頻測量和顯微硬度測量計算機操作系統。並備有RS232接口。

a   首傢采用LED冷光源，使用壽命超過2萬小時（也可以按要求選用鹵素燈光源）。

a   可選配克努普壓頭，進行努氏硬度測量。

• o   應用范圍

a   黑色金屬、有色金屬、IC薄片、表麵塗層、層壓金屬。

a   玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石、薄塑料等。

a   碳化層和淬火硬化層的深度及梯度的硬度測試。

• o   技術參數

硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力，是衡量材料軟硬的判據，是一個綜合的物理量。
     材料的硬度越高，耐磨性越好，故常將硬度值作為衡量材料耐磨性的重要指標之一。
     硬度的測定常用壓入法。把規定的壓頭壓入金屬材料表麵層，然後根據壓痕的麵積或深度確定其硬度值。根據壓頭和壓力不同，常用的硬度指標有佈氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和維氏硬度（HV）。

一、洛氏硬度

     1、試驗原理
     洛氏硬度是以頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為Φ1.588㎜的淬火鋼球作壓頭，以規定的試驗力使其壓入試樣表麵。試驗時，先加初試驗力，然後加主試驗力。壓入試樣表麵之後卸除主試驗力，在保留初試驗力的情況下，根據試樣表麵壓痕深度，確定被測金屬材料的洛氏硬度值。
          

     如圖所示，0－0為金剛石壓頭還沒有和試樣接觸的位置。1－1是在初試驗力作用下壓頭所處的位置，壓入深度為h1，目的是為瞭消除由於試樣表麵不光潔對試驗結果的精確性造成的不良影響。圖中2－2在總試驗力（初試力＋主試驗力）作用下壓頭所處位置，壓入深度為h2。3－3是卸除主試驗力後壓頭所處的位置，由於金屬彈性變形得到恢復，此時壓頭實際壓入深度為h3。故由於主試驗力所引起的塑性變形而使壓頭壓入深度為h＝h3－h1。洛氏硬度值由h的大小確定，壓入深度h越大，硬度越低；反之，則硬度越高。一般說來，按照人們習慣上的概念，數值越大，硬度越高。因此采用一個常數c減去h來表示硬度的高低。並用每0.002㎜的壓痕深度為一個硬度單位。由此獲得的硬度值稱為洛氏硬度值，用符號ＨＲ表示。

          
     式中，c為常數（對於HRC、HRA，c取0.2；對於HRB，c取0.26）。由此獲得的洛氏硬度值ＨＲ為一無名數，試驗時一般由試驗機指示器上直接讀出。

      2、常用洛氏硬度標尺及適用范圍

     上述洛氏硬度的三種標尺中，以ＨＲＣ應用最多，一般經淬火處理的鋼或工具都采用ＨＲＣ測量。在中等硬度情況下，洛氏硬度ＨＲＣ與佈氏硬度ＨＢＳ之間關系約為1：10，如40ＨＲＣ　相當於400ＨＢＳ　。如50ＨＲＣ，表示用ＨＲＣ標尺測定的洛氏硬度值為50。硬度值應在有效測量范圍內（ＨＲＣ為20－70）為有效。
     3、試驗優缺點
     優點：①操作簡單迅速，效率高，直接從指示器上可讀出硬度值；
           ②壓痕小，故可直接測量成品或較薄工件的硬度；
          ③對於ＨＲＡ和ＨＲＣ采用金剛石壓頭，可測量高硬度薄層和深層的材料。
     缺點：由於壓痕小，測得的數值不夠準確，通常要在試樣不同部位測定四次以上，取其平均值為該材料的硬度值。

     二、佈氏硬度
     1、試驗原理

     用直徑為D的淬火鋼球或硬質合金球，以相應的試驗力F壓入試樣表麵，保持規定的時間後卸除試驗力，在試樣表麵留下球形壓痕，如左圖所示。佈氏硬度值用球麵壓痕單位麵積上所承受的平均壓力表示。用淬火鋼球作壓頭時，佈氏硬度用符號“HBS”表示;用硬質合金球作壓頭，佈氏硬度用符號“HBW”表示。

     HBS(HBW)：用鋼球（硬質合金球）試驗的佈氏硬度值；
     F：試驗力（N）；     d：壓痕平均直徑（mm）；     D：鋼球（硬質合金球）直徑（mm）．
     佈氏硬度的單位為N/mm2，但習慣上隻寫明硬度值而不標出單位。

     2、選擇試驗規范
     在進行佈氏硬度試驗時，鋼球直徑Ｄ、施加的試驗力Ｆ和試驗力保持時間、應根據被測試金屬的種類和試樣厚度，按下表所示的佈氏硬度試驗規范正確地進行選擇。
     佈氏硬度試驗規范

     由佈氏硬度值的計算公式可以看出，當所加試驗力Ｆ與鋼球（或硬質合金球）直徑Ｄ已選定時，硬度埴HBS（HBW）隻與壓痕直徑d有關。d越大，則HBS（HBW）值越小，表明材料越軟；反之，d越小，HBS（HBW）值越大，表明材料越硬。
     除瞭采用鋼球（或硬質合金球）直徑Ｄ為10ｍｍ，試驗力Ｆ為3000ｋｇｆ（２９４２１Ｎ），保持時間10－15s的試驗條件外，在其它試驗條件下測得的硬度值，應在符號HBS的後麵用相應的數字註明壓頭直徑、試驗力大小和試驗力保持時間。
     如120HBS10/1000/30，即表示用10mm的鋼球作壓頭，在1000kgf(9807N)的試驗力作用下，保持時間為30s後所測得的硬度值為120。如500HBＷ5/750，即表示用5mm的硬質鋼球作壓頭，在750kgf(735N)的試驗力作用下，保持時間為01－15s後所測得的硬度值為500。
     淬火鋼球用於測定硬度HBS＜450的金屬材料，如灰鑄鐵、有色金屬以及退火、正火和調質處理的鋼材等。為瞭避免壓頭變形，可用硬質合金球壓頭，它適用於測試HBW＜650的金屬材料。（我國目前佈氏硬度試驗機壓頭主要是淬火鋼球。）
     3、試驗的優缺點
     佈氏硬度試驗的優點是：試驗時使用的壓頭直徑較大，在試樣表麵上留下壓痕也較大，測得的硬度值也較準確。
     佈氏硬度試驗的缺點是：對金屬表麵的損傷較大，不易測試太薄工件的硬度，也不適於測定成品件的硬度。
佈氏硬度試驗常用來測定原材料、半成品及性能不均勻的材料（如鑄鐵）硬度。

三、維氏硬度

 佈氏硬度試驗不適用於測定硬度較高的材料。
  洛氏硬度試驗雖然可用於測定較材料和硬材料，但其硬度值不能進行比較。
   維氏硬度試驗可以測量從軟到硬的各種材料以及金屬零件的表麵硬度，並有連續一致的硬度標尺。

     1、試驗原理
      維氏硬度試驗原理與佈氏硬度相似，也是根據壓痕單位表麵積上的試驗力大小來計算硬度值。區別在於壓頭采用錐麵夾角為136°的金剛石正四棱錐體，將其以選定的試驗力壓入試樣表麵，按規定保持一定時間後卸除試驗力，測量壓痕兩對角線長度，如書上Ｐ９圖1－5所示。維氏硬度值用四棱錐壓痕單位麵積上所承受的平均壓力表示，符號ＨＶ。

     式中　Ｆ－作用在壓頭上的試驗力（Ｎ）,d－壓痕兩對角線長度的平均值（㎜）,ＨＶ值的單位為Ｎ/㎜2，但習慣上隻寫出硬度值而不標出單位。

     2、常用試驗力及其適用范圍
     維氏硬度試驗所用試驗力視其試件大小、薄厚及其它條件，可在49.03－980.7Ｎ的范圍內選擇試驗力。常用的試驗胃有49.03、98.07、196.1、294.2、490.3、980.7Ｎ。ＨＶ符號前麵的數字為硬度值，後麵依次用相應數字註明試驗力和試驗力保持時間（10－15s不標註）。如６４０／ＨＶ３０／２０,表示30kgf (294.2N)試驗力，保持時間為20s測得維氏硬度值為640。
     維氏硬度法適用范圍寬，尤其適用於測定金屬鍍層、薄片金屬及化學熱處理後的表麵硬度，其結果精確可靠。當試驗力小於0.2 kgf　（1.961Ｎ）時，可用於測量金相組織中不同相的硬度。

3、試驗優缺點
     優點：①與佈氏、洛氏硬度試驗比較，維氏硬度試驗不存在試驗力與壓頭直徑有一定比例關系的約束；          ②不存在壓頭變形問題；③壓痕輪廓清晰，采用對角線長度計量，精確可靠，硬度值誤差較小。
     缺點：其硬度值需要先測量對角線長度，然後經計算或查表確定，故效率不如洛氏硬度試驗高。
     根據壓頭形狀、材料及加載大小的不同，硬度可有佈氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度，它們適用於不同的材料。各種硬度的壓頭形狀、材料、載荷、運用范圍等見下表。

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