什么是硬度测量装置？

硬度计是测量物质硬度的仪器。

硬度（硬度）没有统一的单位，因为其他物体施加的力根据目的而变化，例如是弯曲、拉伸还是扭转。因此，根据目的和应用使用不同的硬度测量仪器。

虽然不能直接比较不同硬度测量仪器的值，但可以通过使用硬度换算表进行一些相对比较。

硬度测量仪的使用方法

硬度测量仪器用于新产品开发和工业产品的质量控制。由于必须控制的硬度根据测试对象的不同而不同，因此需要使用适合测试对象的硬度测量装置。

1、产品质量确认

用于保证产品具有符合设计要求的硬度。

2、研究开发

在开发新材料和加工方法时，使用硬度测量仪器来评估其有效性。它还可以比较相似和不同的材料，并且测量的硬度可以为特定应用选择最合适的材料。

3. 确定问题原因

作为工业产品故障原因分析的一部分，测量故障零件的硬度并用于识别故障是否由硬度引起。

硬度测量仪原理

各硬度测量装置的测量原理如下。

1、布氏硬度测量

将球形压头压在样品上 10 至 15 秒，并根据试验载荷 F (N)、压头直径 D (mm) 和凹陷直径 d (mm)计算表面积 S (mm 2 )，以确定硬度。

   布氏硬度(HBS)

= 0.102 × (试验载荷F/压痕表面积S)

= (0.102 × 2F)/[πD(D-{(D 2 -d 2 )} 0.5 ]

JIS Z 2243 使用硬质合金球作为压头规定使用。

2.维氏硬度测量

将面角为136°的金刚石四棱锥压头压在样品上，由试验载荷F（N）和压痕对角线长度d（mm）计算表面积S（mm 2 ），以确定硬度。

   维氏硬度（HV）

=试验载荷F/压痕表面积S

=2Fsin68°/d 2 =1.854 F/d 2

试验方法在ISO 6507和JIS Z 2244中定义。

3、洛氏硬度测量

在该方法中，将金刚石压头压在测试件上，并根据此时产生的凹陷的深度计算硬度。它分为HRC（使用顶角为120°压头）、HRA（测量试验力较弱的薄板）和HRB（使用钢球代替金刚石压头）。

选择载荷时应使压痕深度小于样品厚度的 1/10。测量方法由JIS Z 2245定义。

4. 努氏硬度测量

将对角为 172°30' 和 130° 的金刚石四棱锥压头压在样品上，由试验载荷 F (N) 和对角线 d (mm) 计算表面积 S (mm 2 )压痕的长边。使用与维氏硬度测量相同的测试机。

   努氏硬度 (HK) = 14229F/d 2

测定方法由JISZ2251规定。

硬度测量仪器的类型

典型的硬度测量仪器如下。

1、布氏硬度计

使用光学设备（例如显微镜）进行测量。它具有比其他仪器更高的负载能力（~3,000kg），适用于表面粗糙的大型样品。

2.维氏硬度计

使用显微镜等光学设备进行测量。在布氏硬度测量中，即使使用相同的压头，获得的硬度值也会根据试验载荷而变化，而在维氏硬度测量中，试验载荷差异的影响几乎可以忽略不计。

它可以测量从软到硬的各种样品，通常用于临床测试，特别是在牙科领域。

3、洛氏硬度计

与布氏计和维氏计不同，无需任何光学设备即可快速进行测量。主要使用金刚石圆锥压头，但在测量软钢、可锻铸铁、铜合金、铝合金等相对较软的样品时，则使用钢球或硬质合金球。主要用于钢铁材料的测量。

4.努氏硬度计

适用于测量几克的轻载荷，并用于测量陶瓷和涂层中的裂纹。