各品類硬度計的優缺點

一、布氏硬度

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壓入試樣表面，保持規定的時間后卸除試驗力，在試樣表面留下球形壓痕，如左圖所示。布氏硬度值用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示。用淬火鋼球作壓頭時，布氏硬度用符號“HBS"表示;用硬質合金球作壓頭，布氏硬度用符號“HBW"表示。

2、選擇試驗規范

在進行布氏硬度試驗時，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，按下表所示的布氏硬度試驗規范正確地進行選擇。

3、試驗的優缺點

布氏硬度試驗的優點是：試驗時使用的壓頭直徑較大，在試樣表面上留下壓痕也較大，測得的硬度值也較準確。

布氏硬度試驗的缺點是：對金屬表面的損傷較大，不易測試太薄工件的硬度，也不適于測定成品件的硬度。

布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

二、洛氏硬度計

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面。試驗時，先加初試驗力，然后加主試驗力。壓入試樣表面之后卸除主試驗力，在保留初試驗力的情況下，根據試樣表面壓痕深度，確定被測金屬材料的洛氏硬度值。

三、維氏硬度計

布氏硬度試驗不適用于測定硬度較高的材料。

洛氏硬度試驗雖然可用于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面硬度，并有連續一致的硬度標尺。

1、試驗原理

維氏硬度試驗原理與布氏硬度相似，也是根據壓痕單位表面積上的試驗力大小來計算硬度值。區別在于壓頭采用錐面夾角為136°的金剛石正四棱錐體，將其以選定的試驗力壓入試樣表面，按規定保持一定時間后卸除試驗力，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面積上所承受的平均壓力表示，符號HV。   

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符號前面的數字為硬度值，后面依次用相應數字注明試驗力和試驗力保持時間(10-15s不標注)。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，尤其適用于測定金屬鍍層、薄片金屬及化學熱處理后的表面硬度，其結果精確可靠。當試驗力小于0.2 kgf (1.961N)時，可用于測量金相組織中不同相的硬度。

3、試驗優缺點

優點：①與布氏、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，然后經計算或查表確定，故效率不如洛氏硬度試驗高。