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金屬硬度測(cè)量最早由雷奧姆爾提出硬度定義，表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力，是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好，常應(yīng)用于鋼鐵、鑄造、熱處理、汽車零部件、軸承、橡膠塑料等金屬和非金屬行業(yè)。
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。
其根據(jù)機(jī)型大小可分為便攜式和臺(tái)式：
主要用于測(cè)量大型工件或者已安裝好不易移動(dòng)的工件。特點(diǎn)是體積小，易攜帶易使用，分別有數(shù)顯式、表顯式，且可搭配相應(yīng)的硬度計(jì)支架組合成臺(tái)式機(jī)型，方便測(cè)量。臺(tái)式機(jī)型
主要用于測(cè)量小型測(cè)量樣品以及需試驗(yàn)力較大的工件。特點(diǎn)是試驗(yàn)力大，功能多樣化，有顯微硬度計(jì)、橡膠硬度計(jì)、膠囊硬度計(jì)等。分為手動(dòng)型、自動(dòng)型，可搭配計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等數(shù)碼電子設(shè)備，方便測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄以及儲(chǔ)存。。
根據(jù)不同測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)可分為布氏、洛氏、維氏、努普氏、里氏、肖氏、邵氏以及國(guó)際橡膠硬度計(jì)等。布氏硬度計(jì)
自動(dòng)轉(zhuǎn)塔數(shù)顯布氏硬度計(jì)，采用獨(dú)特的雙核雙芯片，改變以往的錘壓式加荷方法。采用CPU控制，傳感器采集信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)加荷的閉環(huán)控制系統(tǒng)。具備了10級(jí)試驗(yàn)力，可分別測(cè)試布氏硬度的10種標(biāo)尺。操作簡(jiǎn)便。
其原理是用一定大小的試驗(yàn)力(F)把直徑為D(mm)的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出壓痕平均直徑D(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根據(jù) D從布氏硬度標(biāo)準(zhǔn)表中查出HB值。其測(cè)量壓頭一般是球形壓頭，分為硬質(zhì)合金球(也稱碳化物，測(cè)值簡(jiǎn)寫為HBW)和淬火鋼球(測(cè)值簡(jiǎn)寫為HBS)。同等試驗(yàn)力用兩種不同壓頭測(cè)量，HBS值偏小。
該硬度計(jì)一般適用于測(cè)量鑄件，大型工件，對(duì)測(cè)量樣品的表面沒(méi)有非常高的要求，因此常用于測(cè)量原材料，沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱處理的工件。缺點(diǎn)是相比于其他硬度計(jì)的測(cè)量時(shí)間稍長(zhǎng)一些。洛氏硬度計(jì)
數(shù)顯洛氏硬度計(jì)是機(jī)電一體化的硬度測(cè)試儀器。其外觀新穎，大屏顯示，菜單式結(jié)構(gòu)，采用微機(jī)控制，硬度值以數(shù)字直接顯示，硬度測(cè)試結(jié)果可直接打印輸出，升降螺桿與旋輪間自動(dòng)反饋鎖合，外接RS232超級(jí)終端設(shè)置，可外接打印機(jī)，具有良好的可靠性、可操作性和直觀性；除試臺(tái)升降外，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，消除了操作和讀數(shù)誤差。
洛氏硬度計(jì)是依據(jù)洛氏硬度試驗(yàn)原理設(shè)計(jì)的，只需單側(cè)接觸試樣即可測(cè)試金屬硬度，依靠磁力將其測(cè)頭吸附在鋼鐵表面，不需要對(duì)試樣進(jìn)行支撐，測(cè)試精度符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T230、ISO6508，不低于臺(tái)式洛氏硬度計(jì)。
根據(jù)試驗(yàn)力的大小分為洛氏和表面洛氏。洛氏試驗(yàn)力范圍60-100-150kg，適用于大型工件；表面洛氏為15-30-45kg，適用于薄件工件，硬化層等。其工作原理是在規(guī)定條件下，將壓頭分兩個(gè)步驟壓入試樣表面。卸除主試驗(yàn)力后，在初試驗(yàn)力下測(cè)量壓痕殘余深度h。以壓痕殘余深度h代表硬度的高低。其壓頭一般有金剛石壓頭和球形壓頭，多用于測(cè)量頻率大的質(zhì)檢單位。維氏硬度計(jì)
維氏硬度計(jì)是光機(jī)電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，該機(jī)器造型新穎，具有良好的可靠性、可操作性和直觀性，是采用機(jī)械技術(shù)和光電技術(shù)的新型維氏和努普硬度測(cè)試儀器。其試驗(yàn)力比較多，只要工件表面的粗糙度符合標(biāo)準(zhǔn)都可以檢測(cè)。
其工作原理與布氏硬度計(jì)相似，是以49.03-980.7N的負(fù)荷將相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面，保持規(guī)定時(shí)間后，用測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，再按公式來(lái)計(jì)算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測(cè)定。
維氏硬度計(jì)還有小負(fù)荷維氏硬度、顯微維氏硬度。小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)負(fù)荷﹤1.949.03N，它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測(cè)定；顯微維氏硬度試驗(yàn)負(fù)荷﹤1.961N，適用于金屬箔、薄表面層的硬度測(cè)定。努氏硬度計(jì)
努氏硬度是以發(fā)明人美國(guó)的Knoop命名的。過(guò)去又稱克氏硬度、克努普硬度、努普硬度。在我國(guó)列為小負(fù)荷硬度試驗(yàn)，也可稱其為顯微硬度。它與顯微維氏硬度試驗(yàn)一樣，使用較小的力以特殊形狀的壓頭進(jìn)行試驗(yàn)。測(cè)量壓痕對(duì)角線求得硬度值。
努氏硬度計(jì)與維氏硬度計(jì)原理相似，維氏壓頭是相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石，努普式壓頭是相對(duì)面夾角為172°的棱體金剛石。將頂部?jī)衫庵g的a角為172.5°和β角為130°的棱錐體金剛石壓頭用規(guī)定的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)一定的保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力。試驗(yàn)力除以試樣表面的壓痕投影面積之商即為努氏硬度。
其測(cè)量壓痕比維氏還要淺，適用于更薄的工件，特別適于測(cè)試硬而脆的材料，常被用于測(cè)試琺瑯、玻璃、人造金剛石、金屬陶瓷及礦物等材料。它還可用于表面硬化層有效深度的測(cè)定，用于細(xì)小零件、小面積、薄材料、細(xì)線材、刀刃附近的硬度、電鍍層及牙科材料硬度的測(cè)試。里氏硬度計(jì)
里氏硬度計(jì)是一種測(cè)試器材，是便攜式硬度計(jì)的一種，體積小，重量輕，適用于已安裝的機(jī)械組裝部件、模具型腔等試驗(yàn)空間很狹小的工件、大型工件大范圍內(nèi)多處測(cè)量部位的快速測(cè)量試驗(yàn)。
其原理是隨著單片技術(shù)的發(fā)展，1978年，瑞士人Leeb博士首次提出了一種全新的測(cè)硬方法，它的基本原理是具有一定質(zhì)量的沖擊體在一定的試驗(yàn)力作用下沖擊試樣表面，測(cè)量沖擊體距試樣表面1mm處的沖擊速度與回跳速度，利用電磁原理，感應(yīng)與速度成正比的電壓。
通常選擇其型號(hào)是取決于測(cè)量樣品的薄厚及質(zhì)量。若工件質(zhì)量小于2kg，需與質(zhì)量大于5kg的支撐體耦合；若工件質(zhì)量范圍在2-5kg，需質(zhì)量大于5kg的物體支撐測(cè)量。肖氏硬度計(jì)
肖氏硬度計(jì)是一種測(cè)量橡膠、塑料、金屬材料等硬度的儀器，由英國(guó)人肖爾(Albert F.Shore)首先發(fā)明。
Shore scleroscope hardness，簡(jiǎn)稱HS，表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國(guó)人肖爾首先提出。應(yīng)用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一只具有尖端的小錐，尖端上常鑲有金剛鉆。用測(cè)得的撞銷回跳的高度來(lái)表示硬度。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。用于測(cè)定橡膠、塑料、金屬材料等的硬度。在橡膠、塑料行業(yè)中常稱作邵氏硬度。
邵氏、肖氏硬度計(jì)區(qū)別：一個(gè)產(chǎn)品，其中許多零部件都要有一定的硬度，否則，其零部件可能還未在出廠前的裝配中就變形或出某種問(wèn)題而使產(chǎn)品無(wú)法出廠，或者出了廠后因某個(gè)零部件不耐磨而無(wú)法使用。因此，產(chǎn)品的零部件的硬度測(cè)試在生產(chǎn)中是極其重要的，特別是模具的生產(chǎn)。硬度的測(cè)試主要有測(cè)金屬和非金屬(塑料、橡膠等)兩大類。許多產(chǎn)品都需要知道其零部件的硬度，比如一付模具，如硬度不夠，就會(huì)很快磨損；有時(shí)小到一個(gè)螺釘也要知道其硬度，防范它是用A3低碳鋼制成而造成螺紋易滑扣；現(xiàn)在大量的電子產(chǎn)品用塑料制成外殼，也常需要測(cè)其硬度。邵氏硬度計(jì)
邵氏硬度計(jì)也是便攜式硬度計(jì)的一種，也是橡膠硬度計(jì)的一種。廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料的硬度測(cè)定。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、型小體輕、讀數(shù)直觀等特點(diǎn)，既可以隨身攜帶手持測(cè)量，也可以裝置在配套生產(chǎn)的同型號(hào)定荷架上定荷測(cè)定。
它是測(cè)定硫化橡膠和塑料制品硬度的儀器，其工作原理是具有一定形狀的鋼制壓，在試驗(yàn)力作用下垂直壓入試樣表面，當(dāng)壓足表面與試樣表面完全貼合時(shí)，壓針尖端面相對(duì)壓足平面有一定的伸出長(zhǎng)度L，以L值的大小來(lái)表征邵氏硬度的大小，L值越大，表示邵爾硬度越低，反之越高。
邵氏硬度計(jì)主要分為三類：即A型、C型和D型。它們的測(cè)量原理完全相同，所不同的是測(cè)量針的尺寸不同。其中A型的針尖直徑為0.79mm，用來(lái)測(cè)量軟塑料、橡膠、合成橡膠、氈、皮革；C型的測(cè)針是一個(gè)圓球直徑5mm，用來(lái)測(cè)量泡沫材料和海綿等軟性材料；D型的針尖直徑為0.2mm，即半徑為R0.1，用來(lái)測(cè)量硬塑料和硬橡膠的硬度，例如地板材料、保齡球等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量硬度。國(guó)際橡膠硬度計(jì)
橡膠硬度計(jì)特點(diǎn)及用途：橡膠邵爾A硬度計(jì)用于測(cè)定硫化橡膠和塑料制品的硬度，硬度計(jì)表頭安裝在臺(tái)架上，測(cè)量方便準(zhǔn)確，也可取下橡膠硬度計(jì)表頭，在生產(chǎn)橡膠硬度計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，符合GB/T531《硫化橡膠邵爾A硬度試驗(yàn)方法》、GB2411《塑料邵氏硬度試驗(yàn)方法》等標(biāo)準(zhǔn)要求。
邵氏測(cè)量是使用歷史最為悠久、應(yīng)用最廣泛和最方便的橡膠硬度測(cè)量手段。我國(guó)所使用的橡膠硬度計(jì)絕大多數(shù)是A型邵氏硬度計(jì)，約占國(guó)內(nèi)橡膠硬度計(jì)90%以上。邵氏硬度計(jì)攜帶方便、結(jié)果簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)量迅速，特別適合于現(xiàn)場(chǎng)的硬度測(cè)定，長(zhǎng)期以來(lái)，一直用于成品和半成品硬度性能的測(cè)定以及控制橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量。邵氏硬度由于尚不存在國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，采用分部檢定法，檢定的方法和思路演繹著試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的要求，但效果很不理想。造成不合格率非常高，并且對(duì)硬度計(jì)的示值誤差的控制非常不理想，即依照原規(guī)程檢定合格的A型邵氏硬度計(jì)示值誤差可能很大，不能滿足實(shí)際使用的需要；檢定不合格的A型邵氏硬度計(jì)示值誤差可能并很大。由廣東省計(jì)量科學(xué)研究所和北京橡膠研究設(shè)計(jì)院聯(lián)合研制的標(biāo)準(zhǔn)橡膠國(guó)際硬度（IRHD）塊，不僅具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和彈性，還具有良好的彈性，用于A型邵氏硬度試驗(yàn)而不留壓痕，可以反復(fù)使用。
A型邵氏硬度塊與橡膠國(guó)際硬度IRHD具有可比性，即在各向同性高彈性材料，兩者的測(cè)量結(jié)果是相同的。由于廣東省計(jì)量科學(xué)研究保存著橡膠國(guó)際硬度國(guó)家基準(zhǔn)，并用性能優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊，給我們的實(shí)驗(yàn)和分析提供了條件。
