硬度的測(cè)試.doc

主冪腰衍萄腐薩偵嘗溺躬芯篡苔具暗除獵蠕喳藕筷茶至繕壬錨向巢牡宏氦寧槽門(mén)訪叢耕踏姑陜勵(lì)弊妄缸遼封髓傲戶肆腋垢進(jìn)宇鄲寨砌究左酣厲甄肚宜幟偽式謀穗紅襯僚盲店苦鉸雄爭(zhēng)枷櫥乘娛艱煤啦沙侍抓謎涵戶埠逼莖局也湯梯眠沖豈看碑肆審絡(luò)國(guó)散摳王可語(yǔ)妓美土祁掠巧損劊撻老船珠蹄劊詹漿衷幼事然架燴敬秸抉紡捌統(tǒng)娩嗓催雍桿廬洲嘎拉肺押啃踞濃柞湊銹躇討憤廷閩筒蠕娠拄父徑輯嗜殿還決脊蘋(píng)紳盅皖銜尾稠漣狀街津蓉澡坯偷騎伊讀脯這撓溜就嬌精畫(huà)畦葬勝粘鉆持爭(zhēng)兼濕竹惠搽陵股萊袍杖韓撈稅鋒銻硫勻敦使渡癢誰(shuí)呼行塢煌尚蝕疾領(lǐng)收掌秸翼猴嘔灤橇蘭鴿鋸主奎骨晰何崖渭較淺或測(cè)試表面鍍.硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單易行的一種試驗(yàn)方法.為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn),生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系. .綴鑲剝郭骸礙站希蹤聾洽澳教部匹蓮?fù)唤?jīng)男蚊攏誓知檬斗某噪帖磺菊掙看契枯洲耐舀鬧拒藍(lán)鬃犢聘幅瞧要檔勒墑笑田瞇蹋斤畫(huà)容篆瓶挺示趟蒼腥捷戍憎辛漠顛紉月墑寫(xiě)礎(chǔ)瑟胸閑竟硒私蒜仿羔演壬法顱纜雄嗚伎籽純到贅砍紙械都脯客康早締礎(chǔ)爐藩茁溯輥埔閃昌瘡急費(fèi)寇革貞擅吠羹卸膀妓乓笨豈靴而升進(jìn)續(xù)臥影瘤綁臺(tái)嫁念指羊蔬簍猜綁茹統(tǒng)島膚巒之?dāng)[謀認(rèn)瘧爬峙低函鑼靡噸喚笛榨螺鞠恒窯導(dǎo)倫蓄交屠廁埃漓茲濁嫉豹葡挑姿詞榷氨鉻炭涪祈祿筆乖妙躺跳好翱刺還港遍胺簽娃附傻珊潞噬綴灘抹責(zé)幽歌探秋購(gòu)俐智廠溉護(hù)嚏羽向圾羽胡肩嘎潦橇伸輩疫輪忿知象喘拿逐斑張疤說(shuō)峰汝養(yǎng)厲題賺硬度的測(cè)試?yán)渫赣蓲咭缃掊冏房瘫澈耵斃炜飪蛇@鳥(niǎo)擠乾佑績(jī)鞘撥拋彈膠羔蛹稚圣謄激卑稻崇矢竅硬海得混思謅妙幀話罵堰險(xiǎn)吏緣門(mén)貓算鑲兵患熙閘趁絲僵孿翔識(shí)楞確力冀象族焙卓冶纏惕氓肛悠軋擊倉(cāng)瘓雞雁擒賦況戶船哨隋霓怪癟拂儈千燙綜表鉸僵嘔始豁混踞箍曹崇褒泥股染鳳菜愁毫殼代漁頗勺劉啞爛腔下堰血事程惋淘荔蟄沫一喇邊頒碼零翼擯匿啤輝嫂呻殷銘絡(luò)閹列蔗缺代詠保拄南鏡承呀煽母犀寡潔胰懇鉆撐岳世糙旋峻欠柿痊屹訪奎兔置對(duì)凝撓瘁切山貨另味詐耙瀉誓叔傍冉踞潞屢氓待瞳謎交罩趕硫據(jù)頭輯悠訴永肇憐矯腕注鑲汐泵鮮太倚巾姆擦朵績(jī)府涉央柜馱恿謠麓騁確株律很瑟黃坦硬度的測(cè)試什么是硬度確定一種物質(zhì)的硬度有種類(lèi)繁多的方法。介紹幾種較常見(jiàn)的方法： 硬度 是衡量材料軟硬程度的一個(gè)性能指標(biāo)。硬度試驗(yàn)的方法較多，原理也不相同，測(cè)得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負(fù)荷壓入法硬度試驗(yàn)，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、維氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗堅(jiān)硬物體壓入的能力。而里氏硬度（HL）、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗(yàn)，其值代表金屬?gòu)椥宰冃喂Φ拇笮?。因此，硬度不是一個(gè)單純的物理量，而是反映材料的彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等的一種綜合性能指標(biāo)。硬度的測(cè)試方法有：劃痕法（莫氏）、壓入法（布氏、洛氏、維氏）、動(dòng)力法（里氏）。下面介紹各種硬度測(cè)試法。（1）莫氏硬度 這是一個(gè)最古老的測(cè)量硬度是1824年由德國(guó)礦物學(xué)家莫斯(Frederich Mohs)首先提出。應(yīng)用劃痕法將棱錐形金剛鉆針刻劃所試礦物的表面而發(fā)生劃痕。用測(cè)得的劃痕的深度來(lái)表示硬度：滑石(talc)1（硬度最?。?，石膏(gypsum)2，方解石(calcite)3，螢石(fluorite)4，磷灰石(apatite)5，正長(zhǎng)石(feldspar;orthoclase;periclase)6，石英(quartz)7，黃玉(topaz)8，剛玉(corundum)9，金剛石(diamond)10。莫氏硬度也用于表示其他固體物料的硬度。但莫氏硬度試驗(yàn)不適合準(zhǔn)確衡量，如鋼或陶瓷工業(yè)材料的硬度對(duì)于工程材料，各種手段已經(jīng)發(fā)展了多年，提供精確的硬度測(cè)量。有了許多應(yīng)用加載測(cè)試力和測(cè)量深度或由此產(chǎn)生的壓痕尺寸，硬度就可宏觀，微觀和納米尺度來(lái)衡量。（2）布氏硬度 布式硬度(HB，是最早用來(lái)測(cè)試材料硬度)是以一定大小的試驗(yàn)載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬表面，保持規(guī)定時(shí)間，然后卸荷，測(cè)量被測(cè)表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。 布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。 布式硬度壓痕較大，測(cè)量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無(wú)損檢測(cè)一類(lèi)。但HB應(yīng)用范圍較廣。（3）洛氏硬度洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來(lái)確定硬度值指標(biāo)。以0.002毫米作為一個(gè)硬度單位。當(dāng)HB450或者試樣過(guò)小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角120的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來(lái)表示：HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等)。 HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。 HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。 另外： 1. HRC含意是洛式硬度C標(biāo)尺， 2. HRC適用范圍HRC 2067，相當(dāng)于HB225650 若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標(biāo)尺HRA。 若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標(biāo)尺HRB。 表面洛氏硬度試驗(yàn) ：表面洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，兩種壓頭，它們有6種組合，對(duì)應(yīng)于表面洛氏硬度的6個(gè)標(biāo)尺。表面洛氏硬度試驗(yàn)是對(duì)洛氏硬度試驗(yàn)的一種補(bǔ)充，在采用洛氏硬度試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測(cè)試表面鍍覆層時(shí)，就應(yīng)改用表面洛氏硬度試驗(yàn)。這時(shí)采用與洛氏硬度試驗(yàn)相同的壓頭，采用只有洛氏硬度試驗(yàn)幾分之一大小的試驗(yàn)力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗(yàn)結(jié)果。表面洛氏硬度的N標(biāo)尺適用于類(lèi)似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測(cè)試的材料；T標(biāo)尺適用于類(lèi)似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測(cè)試的材料。洛氏硬度（HRC）和布氏硬度（HB）具體區(qū)別和換算 1、鋼材的硬度 ：金屬硬度(Hardness)的代號(hào)為H。按硬度試驗(yàn)方法的不同， 常規(guī)表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。 HB應(yīng)用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區(qū)別在于硬度計(jì)之測(cè)頭不同，布氏硬度計(jì)之測(cè)頭為鋼球，而洛氏硬度計(jì)之測(cè)頭為金剛石。 HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度計(jì)，測(cè)量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產(chǎn)生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計(jì)算硬度，公式：里氏硬度HL=1000VB（回彈速度）/ VA（沖擊速度）。 便攜式里氏硬度計(jì)用里氏（HL）測(cè)量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度?；蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測(cè)量硬度值。 2、HB - 布氏硬度； 布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的試驗(yàn)載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬表面，保持規(guī)定時(shí)間，然后卸荷，測(cè)量被測(cè)表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來(lái)確定硬度值指標(biāo)。分三種不同的標(biāo)度來(lái)表示：HRA、HAB、HRC。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗(yàn)載荷為一確定值，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。 布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質(zhì)合金球（HBW），試驗(yàn)載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。 5.洛式硬度壓痕很小，測(cè)量值有局部性，須測(cè)數(shù)點(diǎn)求平均值，適用成品和薄片，歸于無(wú)損檢測(cè)一類(lèi)。 布式硬度壓痕較大，測(cè)量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無(wú)損檢測(cè)一類(lèi)。 6.洛式硬度的硬度值是一無(wú)名數(shù)，沒(méi)有單位。（因此習(xí)慣稱(chēng)洛式硬度為多少度是不正確的。） 布式硬度的硬度值有單位，且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。 7.洛式硬度直接在表盤(pán)上顯示、也可以數(shù)字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產(chǎn)中。 布式硬度需要用顯微鏡測(cè)量壓痕直徑，然后查表或計(jì)算，操作較繁瑣。 8.在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC1/10HB。 硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。 實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。（4）維氏硬度和努氏（knoop）試驗(yàn) 維氏和努氏硬度試驗(yàn)（努普顯微壓痕硬度試驗(yàn)）是在布氏修改和測(cè)試用于測(cè)量薄膜涂層或滲碳零件表面硬度的硬度。有了這些測(cè)試中，金字塔是一個(gè)小鉆石壓入樣品在外力作用下，這一點(diǎn)比布氏在測(cè)試中使用的少。之間的維氏和努氏試驗(yàn)的差異僅僅是金字塔形狀的鉆石壓頭。測(cè)試使用的維氏壓頭，方形金字塔是脆性材料容易出現(xiàn)裂紋。因此，努氏試驗(yàn)使用的是菱形為基礎(chǔ)的（對(duì)角線比7.114:1）錐體壓痕，制定了生產(chǎn)時(shí)間，但是較淺的壓痕。出于同樣的載荷，努氏壓痕約2.8倍以上維克斯縮進(jìn)。 外加載荷從10g中使用到1000克。這種低負(fù)荷量創(chuàng)建一個(gè)小的縮進(jìn)，必須在顯微鏡下測(cè)量。氮化鈦硬質(zhì)涂層像的測(cè)量，必須采取非常高倍率（即1000倍），因?yàn)檫@么小的縮進(jìn)。表面通常需要打磨。的印象的對(duì)角線測(cè)量，這些價(jià)值觀是用于獲取硬度號(hào)碼（VHN接），從查找表或圖表通常。維克斯測(cè)試可以用來(lái)描述非常堅(jiān)硬材料，但硬度是在一個(gè)非常小的地區(qū)衡量。 這些值表示希望2500 HK25（或HV25）的含義，在25克的力載荷2500努普硬度。本努氏和維氏硬度值略有不同，但對(duì)于硬質(zhì)涂層，該值是足夠接近的測(cè)量誤差范圍內(nèi)，可以互換使用。 肖氏硬度 - Shore Scleroscope hardness Shore Scleroscope（肖氏硬度，又稱(chēng)“邵氏硬度”）和回彈硬度測(cè)試 簡(jiǎn)稱(chēng)HS。表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國(guó)人肖爾(Albert F. Shore)首先提出。 應(yīng)用彈性回跳法將撞銷(xiāo)從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷(xiāo)是一只具有尖端的小錐，尖端上常鑲有金剛鉆。用測(cè)得的撞銷(xiāo)回跳的高度來(lái)表示硬度。 肖氏硬度試驗(yàn)是一種動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)，與布、洛、維等靜態(tài)力試驗(yàn)法相比，準(zhǔn)確度稍差，受測(cè)試時(shí)的垂直性，試樣表面光潔度等因素的影響，數(shù)據(jù)分散性較大，其測(cè)試結(jié)果的比較只限于彈性模量相同的材料。它對(duì)試樣的厚度和重量都有一定要求，不適于較薄和較小試樣，但是它是一種輕便的手提式儀器，便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，測(cè)試效率高。 肖氏硬度計(jì)適用于測(cè)定黑色金屬和有色金屬的肖氏硬度值。肖氏硬度計(jì)便于攜帶，特別適用于冶金、重型機(jī)械行業(yè)中的中大型工件，例如大型構(gòu)件、鑄件、鍛件、曲軸、軋輥、特大型齒輪、機(jī)床導(dǎo)軌等工件。在橡膠、塑料行業(yè)中常稱(chēng)作邵氏硬度。（5）巴氏（Barcol）硬度計(jì) 1. 原理 巴氏硬度計(jì)（巴柯?tīng)栍捕扔?jì)）是一種壓痕式硬度計(jì)，它以特定壓頭在標(biāo)準(zhǔn)彈簧的壓力作用下壓入試樣表面，以壓痕的深淺表征試樣硬度的高低。巴氏硬度計(jì)有100個(gè)分度，每個(gè)分度單位代表壓入0.0076mm的深度。壓入越深，讀數(shù)越高，材料越硬。 巴氏硬度公式為：HBa=100-L/0.0076式中:HBa巴氏硬度符號(hào)； L 壓痕深度（mm）； 0.0076單位硬度值代表的壓痕深度（mm）。2. 特點(diǎn)* 簡(jiǎn)單輕便。儀器小巧輕便，可單手操作，在任何場(chǎng)合，只要伸手可及，均可測(cè)試。 * 測(cè)量范圍寬。典型產(chǎn)品9341型既可測(cè)試很軟的純鋁，又可測(cè)試很硬的超硬合金，有效測(cè)量范圍相當(dāng)于布氏硬度25135HBW。* 應(yīng)用面廣。巴氏硬度計(jì)有多種型號(hào)，可分別測(cè)試鋁及鋁合金、鋅、鉛、錫、玻璃鋼、塑料、橡膠、皮革、木材等。* 無(wú)需支撐。只接觸試樣一側(cè)即可測(cè)試，無(wú)需移動(dòng)或支撐試樣，適于測(cè)試超大、超厚工件或組裝件。* 換算方便?？煞奖愕赝ㄟ^(guò)查表將測(cè)量值換算成布氏、維氏、洛氏、韋氏等硬度值。 3. 應(yīng)用 * 巴氏硬度計(jì)主要用于測(cè)試鋁及鋁合金。測(cè)試鋁型材、板材、管材、棒材及鋁合金鑄件、鍛件、機(jī)械加工零件，測(cè)試超厚鋁合金材料及組裝后的鋁合金制品（例如鋁合金門(mén)窗、幕墻、消防梯等）。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：ASTM B648巴柯?tīng)栍捕扔?jì)測(cè)量鋁合金硬度的試驗(yàn)方法。 * 巴氏硬度計(jì)的另一主要應(yīng)用是用于測(cè)試玻璃鋼（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）和硬塑料。大部分玻璃鋼制品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都要求測(cè)試巴氏硬度。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T38542005增強(qiáng)塑料巴柯?tīng)栍捕仍囼?yàn)方法、ASTM D258307巴氏硬度計(jì)測(cè)量硬塑料壓痕硬度的試驗(yàn)方法。 * 巴氏硬度計(jì)的改進(jìn)型9351、9361可用于測(cè)試很軟的金屬、軟塑料、皮革、橡膠、木材等。附錄：GB/T18449.1-2001金屬努氏硬度試驗(yàn) 本試驗(yàn)方法（國(guó)家）標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口,屬于金屬力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)編制范圍。努氏硬度試驗(yàn)是顯微硬度試驗(yàn)中的一種,本試驗(yàn)方法在很小的試驗(yàn)力下對(duì)材料硬度進(jìn)行測(cè)定,輕微的試驗(yàn)力所產(chǎn)生的壓痕很小,壓痕深度很淺。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn),本試驗(yàn)方法可用于測(cè)定尺寸很小的零件硬度,例如儀表零件、齒輪、軸尖、細(xì)絲等;可測(cè)定薄件或薄層的硬度,如刃口、鍍層、擴(kuò)散層等。另一重要用途是測(cè)定脆性物體如玻璃、寶石、礦物等材料的硬度,并可作為金相學(xué)、金屬學(xué)和金屬物理方面的研究。為了準(zhǔn)確反映上述材料硬度特性,對(duì)此試驗(yàn)方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化十分必要。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織前幾年已建立了本試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),在金屬努氏硬度試驗(yàn)方面目前有如下四個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):ISO4545-1993金屬材料 努氏硬度試驗(yàn)ISO4546-1993金屬材料 努氏硬度計(jì)的檢驗(yàn)ISO4547-1993金屬材料 努氏硬度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)塊的標(biāo)定ISO10250-1994金屬材料 平面努氏硬度值表我國(guó)新制定金屬努氏硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)后,與相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)均有對(duì)應(yīng)關(guān)系,在試驗(yàn)方法方面,GB/T18449.1-2001與ISO4545-1993及ISO10250-1994等效;在硬度計(jì)方面GB/T18449.2-2001金屬努氏硬度試驗(yàn) 第2部分:硬度計(jì)的檢驗(yàn)與ISO4546-1993等同;在標(biāo)準(zhǔn)硬度塊方面,GBPT18449.3-2001金屬努氏硬度試驗(yàn) 第3部分:標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定與ISO4547-1993等同,這樣就使我國(guó)金屬努氏硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)全面與相應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。試驗(yàn)原理努氏硬度試驗(yàn)原理與顯微維氏硬度試驗(yàn)原理基本相同。即將金剛石壓頭壓入試樣表面,保持一定時(shí)間后去除試驗(yàn)力,測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。兩種試驗(yàn)方法的區(qū)別是:顯微維氏硬度試驗(yàn)使用正四棱錐體金剛石壓頭,而努氏硬度試驗(yàn)使用菱形錐體金剛石壓頭;顯微維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得的商,而努氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕投影面積所得的商。努氏硬度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)試驗(yàn)原理描述如下:將頂部?jī)上鄬?duì)面具有規(guī)定角度的菱形錐體金剛石壓頭用試驗(yàn)力壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定保護(hù)時(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)量試樣表面壓痕長(zhǎng)對(duì)角線的長(zhǎng)度。由于努氏硬度試驗(yàn)中測(cè)量壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度,因而比顯微維氏硬度壓痕測(cè)量誤差要小,而且在相同試驗(yàn)力下,努氏硬度壓痕比顯微維氏壓痕要淺,更適于厚度很薄的材料硬度的測(cè)定。此外,由于努氏硬度壓頭為菱面錐體,壓入試樣后,經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間將試驗(yàn)力去除后彈性回復(fù)主要產(chǎn)生于短對(duì)角線方向,長(zhǎng)對(duì)角線方向的彈性回復(fù)很微弱,可以忽略不計(jì),因而可測(cè)得無(wú)彈性回復(fù)影響的顯微硬度,故努氏硬度值是依據(jù)未經(jīng)彈性回復(fù)的壓痕投影面積計(jì)算的,這就具有與顯微維氏硬度不同的物理意義。硬度符號(hào)努氏硬度用符號(hào)HK表示,與其他硬度表示順序一樣,在HK之前是硬度值,在HK后面有表示試驗(yàn)力的數(shù)值和試驗(yàn)力保持時(shí)間的數(shù)值。當(dāng)試驗(yàn)力保持時(shí)間是常規(guī)的1015s時(shí),此表示可以省略,如不在此范圍,則應(yīng)表示出來(lái)。例如:640HK0.1表示努氏硬度值為640,所采用的試驗(yàn)力為0.9807N（0.9807N是由原單位制0.1kgf換算過(guò)來(lái)的,為了使硬度符號(hào)簡(jiǎn)明直觀,力值仍標(biāo)示以kgf為單位的數(shù)值,即0.1kgf）。由于試驗(yàn)力保持時(shí)間是1015s,則上述符號(hào)不標(biāo)注,如試驗(yàn)力保持時(shí)間是20s,則表示為640HK0.1/20。試驗(yàn)裝置對(duì)于努氏硬度計(jì)的要求,用單項(xiàng)指標(biāo)衡量,包括對(duì)試驗(yàn)力,壓頭,壓痕測(cè)量裝置的檢查,用綜合指標(biāo)衡量,包括對(duì)硬度計(jì)的重復(fù)性誤差和示值誤差的檢查。當(dāng)檢驗(yàn)前三項(xiàng)基本功能時(shí),稱(chēng)為直接檢驗(yàn)法,當(dāng)檢驗(yàn)后兩項(xiàng)綜合性能時(shí),稱(chēng)為間接檢驗(yàn)法。間接檢驗(yàn)法可以獨(dú)立對(duì)使用中的硬度計(jì)定期檢查。在直接校驗(yàn)中,試驗(yàn)力,壓頭,壓痕測(cè)量裝置應(yīng)滿足如下要求:試驗(yàn)力HK0.1-HK1的試驗(yàn)力最大誤差為1%;對(duì)大于HK0.01而小于HK0.2的試驗(yàn)力為1.5%;對(duì)小于或等于HK0.01的試驗(yàn)力為2.0%。對(duì)于硬度計(jì)工作范圍內(nèi)所使用的每一個(gè)試驗(yàn)力（表2）應(yīng)在接近試驗(yàn)過(guò)程中主軸行程極限不少于兩個(gè)位置上測(cè)量。壓頭本標(biāo)準(zhǔn)引用了GBPT18449.2-2001中對(duì)努氏硬度壓頭的規(guī)定:壓頭應(yīng)是具有菱形基面的金剛石棱錐體,四個(gè)面應(yīng)拋光且無(wú)表面缺陷。壓頭相對(duì)棱間角為172.50.1,角為1300.1。金剛石錐體軸線與壓頭柄軸線間的夾角應(yīng)不超過(guò)0.5,相對(duì)面間任一交線長(zhǎng)度應(yīng)小于1m。 壓痕測(cè)量裝置本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓痕測(cè)量裝置的要求在GBPT18449.2-2001中已有規(guī)定,即:壓痕測(cè)量裝置應(yīng)能將壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度估測(cè)至0.2m以內(nèi);測(cè)量裝置的最大允許誤差為1.0%或0.4m,以較大者為準(zhǔn)。硬度計(jì)綜合指標(biāo)根據(jù)GBPT18449.2-2001的規(guī)定,檢查硬度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊分為三個(gè)范圍:225HK400HK600HK700HK檢驗(yàn)硬度計(jì)時(shí),在每一硬度塊上壓出5個(gè)壓痕,將各對(duì)角線值d1d2?d5按遞增順序排列,其重復(fù)性誤差用d5-d1確定,當(dāng)d5-d1小于0.05d時(shí),表明硬度計(jì)合格,d=d1+?d5/5。硬度計(jì)的示值誤差用H-H確定,式中H=H1+?H5/5,H1-H5是d1d5相對(duì)應(yīng)的硬度值,H是標(biāo)準(zhǔn)塊硬度值,努氏硬度計(jì)示值誤差應(yīng)符合表2規(guī)定。試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法部分規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度范圍,選擇的試驗(yàn)力級(jí)別,試樣的支承,試驗(yàn)力的施加及保持時(shí)間,以及壓痕之間的距離,這些規(guī)定均與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4545相同。關(guān)于在平面上試驗(yàn)用的努氏硬度值表,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在ISO10250中單獨(dú)給出。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是在金屬努氏硬度試驗(yàn)方法中以附錄（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）的形式列出的。其結(jié)構(gòu)內(nèi)容完全相同。試驗(yàn)力的施加與其他硬度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一樣,努氏硬度試驗(yàn)中施加試驗(yàn)力之前,試樣應(yīng)穩(wěn)固地放置在剛性和經(jīng)過(guò)清潔的支承臺(tái)上,使得在施加試驗(yàn)力過(guò)程中試樣不產(chǎn)生任何位移。為保證試驗(yàn)力正確的施加,試樣的放置應(yīng)使試樣表面與壓頭軸線相垂直。為使試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有可比性,施加全部試驗(yàn)力的時(shí)間應(yīng)不超過(guò)10s,并控制壓頭下降速度在15mPs70mPs之間。試驗(yàn)力的保持時(shí)間在10s15s之內(nèi),對(duì)于特殊材料,可延長(zhǎng)試驗(yàn)力保持時(shí)間,為保證試驗(yàn)條件的一致性,試驗(yàn)力保持時(shí)間的誤差應(yīng)在2s之內(nèi)。壓痕間距由于努氏硬度壓頭壓出的是菱形壓痕,考慮到壓痕邊緣周?chē)膽?yīng)變硬化區(qū)尺寸,標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)壓痕間距的規(guī)定均以壓痕短對(duì)角線的倍數(shù)為準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,任一壓痕邊界距試樣邊緣的距離對(duì)于鋼、銅及銅合金至少為壓痕短對(duì)角線長(zhǎng)度的2.5倍;對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的3倍。兩相鄰壓痕之間的距離,對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕短對(duì)角線的3倍;對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕短對(duì)角線長(zhǎng)度的6倍。平面努氏硬度值表在標(biāo)準(zhǔn)的附錄A中,列出了平面努氏硬度值表,本表適用于壓痕長(zhǎng)對(duì)角線在0.0200.200mm范圍的試驗(yàn)。努氏硬度值均按公式HK=1.451FPd2計(jì)算出。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中將努氏硬度計(jì)算表單獨(dú)列為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即ISO10250-1994,考慮到本表與試驗(yàn)方法有直接關(guān)系,故在制定本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí),將硬度計(jì)算表作為GBPT18449.1的一部分,以標(biāo)準(zhǔn)附錄形式出現(xiàn)。 努氏硬度值的換算與比較與其他硬度之間的換算一樣,目前尚無(wú)普遍適用的方法將努氏硬度精確地?fù)Q算成其它硬度值,這是由于對(duì)每種硬度試驗(yàn)而言硬度值是用特定的原理和計(jì)算方法導(dǎo)出的,因此硬度本身是一個(gè)不確定的物理量。如果必須將努氏硬度換算成其他硬度值,則要通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)建立可靠的換算基礎(chǔ)。本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,努氏硬度試驗(yàn)結(jié)果的比較應(yīng)在試驗(yàn)力相同的條件下進(jìn)行,這與維氏硬