一、布氏硬度(HB)
1. 基本原理
通过施加固定载荷,将淬火钢球或硬质合金球压入材料表面,保持一定时间后测量压痕直径,计算单位压痕面积承受的载荷值。
公式为:HB =常数*试验力 / 压痕表面积。
2. 样品要求
厚度:需满足试样厚度 ≥ 压痕深度 × 8
表面要求:任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕平均直径的2.5倍;两相邻压痕中心间距离至少应为压痕平均直径的3倍
3. 适用范围
材料类型:铸铁、退火钢、有色金属(如铝、铜合金)等较软材料。
硬度范围:8~650HBW(硬质合金压头)。
4. 参考标准
ISO 6506-1 / GB/T 231.1《金属材料布氏硬度试验》。
二、洛氏硬度(HR)
1. 基本原理
分两步施加初试验力和主试验力,通过测量压痕残余深度差计算硬度值。公式为:
HR = N - (h/S),其中N为常数(如100),h为深度差,S为标尺单位(如0.002mm)11012。
2. 样品要求
厚度:金刚石压头试样厚度 ≥ 压痕深度 × 10,球压头试样 ≥ 压痕深度 × 15。
表面处理:需平整光滑,圆柱形试样需V型槽支撑。
3. 适用范围
标尺选择:
HRA(金刚石圆锥):硬质合金、薄硬化层(20~88HRA)。
HRB(1.588mm钢球):退火钢、铜合金(20~100HRB)。
HRC(金刚石圆锥):淬火钢、调质钢(20~70HRC)。
4. 参考标准
ASTM E18 / GB/T 230.1《金属材料洛氏硬度试验》。
三、维氏硬度(HV)
1. 基本原理
使用136°金刚石正四棱锥压头,测量压痕对角线长度,计算单位面积承受的载荷。公式为:
HV = 0.1891 × 试验力 / 对角线平均长度²。
2. 样品要求
厚度:试样最小厚度 ≥ 1.5 × 压痕对角线长度。
适用对象:薄层材料(如渗碳层)、微小部件及高硬度材料(如陶瓷)。
3. 适用范围
材料类型:硬化层、陶瓷、硬质合金、精密零件等。
硬度范围:10~3000HV。
4. 参考标准
ISO 6507 / GB/T 4340.1《金属材料维氏硬度试验》。