硬度试验原理_洛氏

硬度试验的目的：

1.熟悉布氏、洛氏、维氏、肖氏硬度试验的原理及试验方法。

2.测定金属及非金属材料的布氏、洛氏、维氏、肖氏硬度值。

硬度实验的原理：

布氏硬度试验法为1900年，瑞典人J.A.Brinell所发表。使用直径D的钢球为压痕器，施加荷重P，压入于试片之水平磨光表面，使之产生充分之塑性变形，而形成球面之压痕，通常荷重作用时间在硬材料为30秒，软材料为60秒，以此时所加之荷重P除以球面压痕之表面积A，所得之商即为布氏硬度，一般用HBS(硬钢球)或BHW(超硬合金钢球)表示。

洛氏硬度试验法1919年由美国的Stanly.P.Rockwell所发表。此法系利用杠杆原理，将1.588mm直径的小硬钢球或顶角120°，尖端半径0.2mm的钻石圆锥体，先施加基准荷重压入试片之表面，以消除试验面不平之弊，其次增压至试验荷重，再恢复至基准荷重，使试片发生压痕，这时由前后两次基准荷重压痕深度差来表示洛适应度。对淬火钢等硬质材料所用的压痕器是钻石圆锥，所加荷重为150kgf，这时所得硬度叫做洛氏C硬度，用HRC之记号表示之；对退火钢和其它软式材料所用的压痕器是小硬钢球，所加荷重为100kgf，这时所得硬度为洛氏B硬度，以HRB之记号表示之。

维氏硬度试验法为英国的R.Smith和G..Sandland在1925年所发表，于1930年始发现其有利于测试氮化钢的表面硬化层之硬度，因此才渐渐广泛使用于工业界。此法包括布氏及洛氏试验之特征，安装有计测显微镜，量取压痕对角线长度，可测至1μm，准时又方便。表示硬度时，把硬度记号HV。

肖氏硬度试验法是于1906年由美国之A.F.Shore所发明。在在广用为动性硬度试验法的代表，此方法是把一定量2.36克的小锤(尖端装有小粒的钻石，期尖端半径为0.25mm)挂在垂直的计测桶内一定高度，由此高度使小锤自由落下。当小锤打击试片时，试片表面会产生很小的压痕，此时小锤的一部份能量会消耗在试片的变形。而剩余的能量会时小锤反跳至令一高度。如试片的硬度越大，则冲击压痕浅，消耗能量少，残余能量大，会有较高的反跳高度。反之亦然，所以可用小锤的反跳高度来表示肖氏硬度，通常用HS记号表示之。

硬度实验的设备：

1.布氏：布氏硬度计、压痕器、记测显微镜、布氏硬度数值表。

2.洛氏：洛氏硬度计、压痕器、各式砧座及夹具。

3.维氏：维氏硬度计附记测显微镜、压痕器、V型砧板。

4.肖氏：肖氏硬度计、V型块。

硬度实验的步骤：

1.布氏实验步骤：

依试片材质，选用适当的压痕器及荷重。

依选定荷重，放上重锤，且重锤之装上卸下须左右同时为之，以免锤架弯曲影响试验结果。

上，使试验处的中心位置距离试片边缘2.5d以上，两压痕中心距须4d以上。

选转升降手轮至试片面和钢球轻轻接触为止，但注意试验面应与压痕器轴保持垂直。

关闭排油阀，但不宜太紧。以一定的速率，缓慢摇动油水泵把手，慢慢升高筒内压力，以维持荷重，在无震动及冲击现象下，逐渐加压至选定荷重。