金属硬度测试试验
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↓ ⅶ测量试样上压痕直径。取下的试样在读数测量显微镜下测试压痕直
径。
↓ ⅷ计算硬度值。可公式计算或查表得到该测试点的布氏硬度值。
图4 布、洛两用硬度计显示屏
5）试验方法及结果处理
（1）试验时，压痕中心距试样边缘的距离应大于或等于2.5d ，试样两相邻压痕中心的距离应大于或等于4d。试验硬度 小于350HB的金属时，上述距离应分别为3d和6d。
↓
ⅳ施加主负荷。在确定载荷调节正确下，通过向前缓慢均匀搬动加载手柄加 荷。
↓
ⅴ保荷。在主负荷完全施加上时计时10-15秒保荷。 ↓
ⅵ卸荷。保荷时间结束立即反向缓慢均匀地搬动加载手柄卸除主负荷 （洛氏硬度可直接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ出HRC硬度数值），然后平稳地降下载样台卸 除预负荷，并使试样离开压头一定距离以方便取出。
3）洛氏硬度试验条件 a)洛氏硬度试验主要用于室温下金属材料热处理后的产品硬
度测试，测量范围为20~67HRC；60~85HRA；25~100HRB。
b)试样应制成光滑的表面，其表面粗糙度不大于0.8。
D2
0.102F D2
2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
负荷F（N）
29420 7355 1839 9807 2452 613 29420 7355 1839 9807 2452 613 2452 613 153
4）布氏硬度试验操作步骤及方法
ⅰ硬度试样。
两面一定要平行
ⅱ安装试样。将试样增稳地放置在载样台上，要求在试验过程中不发生滑动， 选好测试位置，使测试面与压头轴线垂直且测量位置与试样边缘2mm左右。
↓
ⅲ施加预负荷10Kg。转动手轮缓慢均匀升起载样台（尤其在试样接触压头时 以免产生冲撞），使显示屏（见图4）上指示线位于滚动标尺100刻度线 ±5格范围内，调节微调使指示线与100刻度线重合。
布氏硬度值范 试验厚度（
围（HB）
mm）
负荷F（N）与 压头直径（
压头直径
mm）
D的关系
140-650
6-3
4-2
<2
<140
>6
6-3
<3
>130
6-3
4-2
<2
36-130
9-3
6-3
<3
8-35
>6
6-3
<3
0.102F D2
30
0.102F D2 10
0.102F D2 30
0.102F 10
b）试样表面应制成光滑的平面，表面粗糙度不大于0.8。试 验面的制备方式应与材料和试验条件相适应。
c）试样厚度应不小于压痕深度的10倍。如有关技术条件另 有规定时，则其厚度可为不小于压痕深度的8倍。
d）压头直径、负荷大小与保荷时间的确定应根据试样预期 硬度和厚度按表1选择。
材料 黑色金属
有色金属
表1 布氏硬度试验规范
金属硬度测试试验
——金属布氏、洛氏、维氏硬度
1.实验目的
1.1 掌握布氏、洛氏、维氏硬度计的试验原理、测定方法及 其应用范围。
1.2 了解布氏、洛氏、维氏硬度计的构造及操作方法。
1.3 测试不同状态下金属材料的硬度值，掌握材料组织与性 能之间的关系。
2. 实验设备、仪器及材料
2.1 设备仪器 （1）布、洛氏两用硬度计（见图1）
（2）维氏硬度计（见图2） （3）读数测量显微镜
2.2 材料
（1）铸铁
（2）45钢（退火）
（3）45钢（淬火+回火） （4）高速钢刀具
（5）20渗碳淬火钢零件 （6）硬质合金刀片
（7）黄铜（退火）
图1 布、洛氏两用硬度计
图2 显微维氏硬度计
3.金属硬度试验方法
3.1布氏硬度试验
1）试验原理
• 用一定直径D（mm）的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的 试验力F（N），将其压入试样表面（图3），经规定保持时间 t（s）后卸除试验力，而在试样表面获得一直径d的残留压痕，
（2）试验后压痕直径的大小应在下列范围内：0.2D＜d＜ 0.6D 。如不符合上述条件时，试验结果无效，应选用相应
的负荷重新试验。
（3）用直径为10、5mm的钢球进行试验时，其压痕直径的计 量应精确到0.02mm，如用直径2.5mm的钢球则为0.01mm。
（4）压痕直径应从两相互垂直方向计量，并取其算术平均值 。压痕两直径之差应不超过较小直径的2％。
备注：e的单位为μm。
588 1471 980
HR 100 e 2
HR 130 e 2
硬质合金、渗 碳钢
淬火钢、调质 钢、硬铸铁
软钢，铝合金 、铜合金、可
锻铸铁
2）洛氏硬度表示
• 硬度值+HRC（HRA或HRB）
• 例如：52HRC表示洛氏硬度值为52，试验所用的是标准金
刚石圆锥压头，试验负荷为150Kg
3.2 洛氏硬度试验
1）试验原理
• 在先后两次施加负荷（预负荷F0和主负荷F1）的作用下，
将标准型的压头（金刚石圆锥压头或钢球压头）压入试样
的表面，即在加完总负荷F（ F F0 F1）保持一定的时间
，并卸除主负荷，保留预负荷的情况下，用计量主负荷作 用下所产生的残余压入深度e来表示金属材料抵抗塑性变 形的能力（见图5）。e值越大金属的硬度越低，反之则硬 度越高。洛氏硬度值用HR表示，并在符号后面注以所常用 标尺A、B、C等。
以单位压痕球形表面积上的平均试验力来表示布氏硬度值。
• 其计算公式为：
HB 0.102F
0.204F
A
D(D D2 d 2 )
图3 布氏硬度试验原理图
2）布氏硬度值的表示
• 硬度值+HBS（HBW）+D/试验负荷(Kg)/保荷时间(s) 其中HBS为用钢球压头的布氏硬度 HBW为用硬质合金球压头的布氏硬度
• 洛氏硬度试验常用标尺所对应的压头、负荷、硬度计算 公式及应用见表2
图5 金刚石圆锥洛氏硬度试验原理
表2 洛氏硬度常用标尺所对应的压头、负荷、计算及应用
标尺
压头
预负荷 总负荷 硬度值计算公式 （N） （N）
应用举例
A
金刚石
98
圆锥角
C
120°
顶端球面
半径0.2mm
B
直径
98
1.588mm的
钢球
• 例如：240HBS5/750/30表示布氏硬度值为240，试验所用
的是钢球压头，直径为5mm，试验负荷为750Kg（7355N）， 试验保荷时间为30s。
3）布氏硬度试验条件
a）布氏硬度试验主要用于室温下黑色、有色金属原材料检 验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测试。适用范围 为8~650HB。
径。
↓ ⅷ计算硬度值。可公式计算或查表得到该测试点的布氏硬度值。
图4 布、洛两用硬度计显示屏
5）试验方法及结果处理
（1）试验时，压痕中心距试样边缘的距离应大于或等于2.5d ，试样两相邻压痕中心的距离应大于或等于4d。试验硬度 小于350HB的金属时，上述距离应分别为3d和6d。
↓
ⅳ施加主负荷。在确定载荷调节正确下，通过向前缓慢均匀搬动加载手柄加 荷。
↓
ⅴ保荷。在主负荷完全施加上时计时10-15秒保荷。 ↓
ⅵ卸荷。保荷时间结束立即反向缓慢均匀地搬动加载手柄卸除主负荷 （洛氏硬度可直接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ出HRC硬度数值），然后平稳地降下载样台卸 除预负荷，并使试样离开压头一定距离以方便取出。
3）洛氏硬度试验条件 a)洛氏硬度试验主要用于室温下金属材料热处理后的产品硬
度测试，测量范围为20~67HRC；60~85HRA；25~100HRB。
b)试样应制成光滑的表面，其表面粗糙度不大于0.8。
D2
0.102F D2
2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0 2.5
负荷F（N）
29420 7355 1839 9807 2452 613 29420 7355 1839 9807 2452 613 2452 613 153
4）布氏硬度试验操作步骤及方法
ⅰ硬度试样。
两面一定要平行
ⅱ安装试样。将试样增稳地放置在载样台上，要求在试验过程中不发生滑动， 选好测试位置，使测试面与压头轴线垂直且测量位置与试样边缘2mm左右。
↓
ⅲ施加预负荷10Kg。转动手轮缓慢均匀升起载样台（尤其在试样接触压头时 以免产生冲撞），使显示屏（见图4）上指示线位于滚动标尺100刻度线 ±5格范围内，调节微调使指示线与100刻度线重合。
布氏硬度值范 试验厚度（
围（HB）
mm）
负荷F（N）与 压头直径（
压头直径
mm）
D的关系
140-650
6-3
4-2
<2
<140
>6
6-3
<3
>130
6-3
4-2
<2
36-130
9-3
6-3
<3
8-35
>6
6-3
<3
0.102F D2
30
0.102F D2 10
0.102F D2 30
0.102F 10
b）试样表面应制成光滑的平面，表面粗糙度不大于0.8。试 验面的制备方式应与材料和试验条件相适应。
c）试样厚度应不小于压痕深度的10倍。如有关技术条件另 有规定时，则其厚度可为不小于压痕深度的8倍。
d）压头直径、负荷大小与保荷时间的确定应根据试样预期 硬度和厚度按表1选择。
材料 黑色金属
有色金属
表1 布氏硬度试验规范
金属硬度测试试验
——金属布氏、洛氏、维氏硬度
1.实验目的
1.1 掌握布氏、洛氏、维氏硬度计的试验原理、测定方法及 其应用范围。
1.2 了解布氏、洛氏、维氏硬度计的构造及操作方法。
1.3 测试不同状态下金属材料的硬度值，掌握材料组织与性 能之间的关系。
2. 实验设备、仪器及材料
2.1 设备仪器 （1）布、洛氏两用硬度计（见图1）
（2）维氏硬度计（见图2） （3）读数测量显微镜
2.2 材料
（1）铸铁
（2）45钢（退火）
（3）45钢（淬火+回火） （4）高速钢刀具
（5）20渗碳淬火钢零件 （6）硬质合金刀片
（7）黄铜（退火）
图1 布、洛氏两用硬度计
图2 显微维氏硬度计
3.金属硬度试验方法
3.1布氏硬度试验
1）试验原理
• 用一定直径D（mm）的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的 试验力F（N），将其压入试样表面（图3），经规定保持时间 t（s）后卸除试验力，而在试样表面获得一直径d的残留压痕，
（2）试验后压痕直径的大小应在下列范围内：0.2D＜d＜ 0.6D 。如不符合上述条件时，试验结果无效，应选用相应
的负荷重新试验。
（3）用直径为10、5mm的钢球进行试验时，其压痕直径的计 量应精确到0.02mm，如用直径2.5mm的钢球则为0.01mm。
（4）压痕直径应从两相互垂直方向计量，并取其算术平均值 。压痕两直径之差应不超过较小直径的2％。
备注：e的单位为μm。
588 1471 980
HR 100 e 2
HR 130 e 2
硬质合金、渗 碳钢
淬火钢、调质 钢、硬铸铁
软钢，铝合金 、铜合金、可
锻铸铁
2）洛氏硬度表示
• 硬度值+HRC（HRA或HRB）
• 例如：52HRC表示洛氏硬度值为52，试验所用的是标准金
刚石圆锥压头，试验负荷为150Kg
3.2 洛氏硬度试验
1）试验原理
• 在先后两次施加负荷（预负荷F0和主负荷F1）的作用下，
将标准型的压头（金刚石圆锥压头或钢球压头）压入试样
的表面，即在加完总负荷F（ F F0 F1）保持一定的时间
，并卸除主负荷，保留预负荷的情况下，用计量主负荷作 用下所产生的残余压入深度e来表示金属材料抵抗塑性变 形的能力（见图5）。e值越大金属的硬度越低，反之则硬 度越高。洛氏硬度值用HR表示，并在符号后面注以所常用 标尺A、B、C等。
以单位压痕球形表面积上的平均试验力来表示布氏硬度值。
• 其计算公式为：
HB 0.102F
0.204F
A
D(D D2 d 2 )
图3 布氏硬度试验原理图
2）布氏硬度值的表示
• 硬度值+HBS（HBW）+D/试验负荷(Kg)/保荷时间(s) 其中HBS为用钢球压头的布氏硬度 HBW为用硬质合金球压头的布氏硬度
• 洛氏硬度试验常用标尺所对应的压头、负荷、硬度计算 公式及应用见表2
图5 金刚石圆锥洛氏硬度试验原理
表2 洛氏硬度常用标尺所对应的压头、负荷、计算及应用
标尺
压头
预负荷 总负荷 硬度值计算公式 （N） （N）
应用举例
A
金刚石
98
圆锥角
C
120°
顶端球面
半径0.2mm
B
直径
98
1.588mm的
钢球
• 例如：240HBS5/750/30表示布氏硬度值为240，试验所用
的是钢球压头，直径为5mm，试验负荷为750Kg（7355N）， 试验保荷时间为30s。
3）布氏硬度试验条件
a）布氏硬度试验主要用于室温下黑色、有色金属原材料检 验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测试。适用范围 为8~650HB。