硬度 & 圖像

硬度測試是一種應用十分廣泛的力學性能試驗方法,用以確定材料的機械性能(機械強度和延展性)。

對于金屬基材料,不同的測試標尺方法是不一樣的。最知名及常用的有維氏,努氏,洛氏及布氏硬度標尺測量方法。

材料的硬度是指試樣表面對較硬物體,如鋼球或硬度計的尖端(或壓頭)的入侵的局部抵抗能力,是比較各種材料軟硬的指標。根據材料表面局部塑性變形的程度比較被測材料的軟硬。材料越硬,塑性變形越小。
具體地說,硬度是由壓痕的大?。ňS氏,努普和布氏硬度)或深度(洛氏硬度)來表征的。

而壓痕是由硬度計產生的,硬度計通過壓頭將載荷施加到待測樣品上。

硬度測量是標準化的。關于硬度試驗及其參考標準:

維氏: ISO 6507 and/or ASTM E384
努氏: ISO 4545 and/or ASTM E384
洛氏: ISO 6508 and/or ASTM E18
布氏: ISO 6506 and/or ASTM E10
硬度測試通常也可區分為顯微硬度(負荷< 1 kgF)和較高負荷的硬度或宏觀硬度。下面,我們將具體討論不同硬度標尺的測試方法以及實現該測試的設備。

維氏硬度測試

維氏硬度是第一個引入顯微硬度概念的硬度測試法。它是由R. SMITH和G. SANDLAND于1921年在Vickers Ltd. 公司發明的。當時,Vickers Ltd. 是一家專注于鑄造的公司,在造船工業領域享有盛譽,并參與了早期的航空工業。

與布氏硬度相比,維氏硬度測試的優點是,無論被測材料種類、使用的載荷以及材料硬度如何,所應用的壓頭可以始終保持不變。

維氏硬度測試使用正四棱錐體形狀的金剛石壓頭。

努氏硬度測試

努氏硬度測試方法發明于1939年,比維氏硬度晚了將近20年。它是由Mr. Frédéric Knoop和他來自美國國家標準局的合作者發明的。這是一種顯微硬度測試方法(測試負荷< 1kgf)。

努氏硬度使用底面為菱形的正四棱錐體金剛石壓頭。

由于其壓頭的形狀,努氏測試法特別適用于:

> 薄層硬度測量

> 易碎材料(如玻璃/陶瓷)- 努氏硬度是該類材料唯一適用的測試方法。

與維氏硬度一樣,努氏硬度使用唯一一種壓頭進行對所有材料、硬度范圍的測量。

努氏硬度在歐洲并不普遍。

洛氏硬度測試

洛氏硬度測試原理于1908年由Paul Ludwik在奧地利形成理論。1914年7月15日,羅克韋爾兄弟首次申請專利,并于1919年在第一次世界大戰結束時被接受。他們當時都服務于New Departture Manufacturing Co – 一家位于康涅狄格的滾珠軸承制造商。該專利在之后進行了兩次改進,并最終形成了接近我們今天認知的,儀器化的洛氏硬度計。

洛氏硬度測量的是通過球形或錐形壓頭施加載荷所產生的殘余變形。

與所有其他類型的硬度不同,洛氏硬度不采用光學讀數壓痕的原理;因此,這種測試方法對樣品表面條件要求不高。

由于無需對樣品表面進行完整制備,洛氏硬度相較于其它測試方法具有效率優勢。這是其在現代工業中得到廣泛應用的原因。

然而,洛氏硬度的測量精度低于前述列出的其它測試方法,有許多因素將影響測量結果,因此強烈建議對系統進行定期標定。

布氏硬度測試

布氏硬度是第一個在工業領域被廣泛應用的硬度測試方法。它由Mr. Johan August Brinell于1900年在瑞典發明。
這種方法在很大程度上給予維氏及努氏測試方法的發明以靈感,因為這三種方法都基于同一個原理:通過標準化的壓頭,觀察材料在面對施加載荷時的變形。
布氏試驗將在材料表面留下明顯印記;根據所要求的載荷,需要用到不同的球形壓頭。這兩個特性使得布氏硬度測試在工業應用環境中有一定的局限性。

PRESI 硬度測試

PRESI 提供一系列的維氏硬度計,努氏硬度計,以及洛氏硬度計。

根據載荷施加方式:

傳感器加載:載荷力由電機施加,并通過力值傳感器控制精度:HZ 全系列硬度計,MATSUZAWA 系列洛氏硬度計。

砝碼加載:載荷力由一系列不同配重的砝碼施加:MATSUZAWA 系列維氏硬度計和努氏硬度計。

根據設備配置:硬度計可以單機使用(不含測試軟件)或全自動操作。

MATSUZAWA – 砝碼加載
MATSUZAWA 系列硬度計
HZ – 傳感器加載
HZ 系列硬度計

HZ - 傳感器加載