详尽金属力学性能及其试验（硬度试验）

2.5 硬度试验

2.5.1 概述

硬度表征的是固体材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，反映了材料的软硬程度。

硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。如刻划法型硬度试验表征金属抵抗破裂的能力，而压入法型硬度试验表征金属抵抗变形的能力。

硬度数据与其他力学性能存在一定关系，如抗拉强度。原因在于硬度和抗拉强度都与大塑性变形抗拉有关。

2.5.2 硬度的测试方法及分类

硬度试验是应用*广泛的力学性能试验，根据受力方式，可分为压人法和划痕法。在压入法中，按照加力速度不同又可分为静态力试验法和动态力试验法。通常所采用的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等均属于静态力试验法，肖氏硬度、里氏硬度和锤击布氏硬度等属于动态力试验法。

硬度测试方法的分类

硬度测量方法的使用范围

其中肖氏硬度也称为回跳法，所以又可以分为：压入法、弹性回跳法和划痕法。

同一类方式的硬度可以换算；不同类方式则只能采用同一种材料进行标定。

（1）金属材料和金相的研究：广泛用于测定金属及合金中各组成相的硬度，剖析其对合金性能的供献，为合金的正确设计提供依据。

（2）金属表面层性能的研究：扩散层性能的研究，例如渗碳层，氮化层，金属扩散层等；（表面加工硬化层性能的研究。如金属表层受机械加工，热加工的影响。

（3）晶粒内部不均匀性的研究；

（4）极细薄金属制成品硬度的测量。

2.5.9 肖氏硬度

原理：将规定形状的金刚石冲头从固定的高度h₀落在试样表面上，冲头弹起一定高度h，用h与h₀的比值计算肖氏硬度值（材料的硬度与回调高度成正比）。与前面三种静态压入法硬度不同，肖氏硬度是一种动态力试验法。

肖氏硬度计及结构图

试样要求：试样的质量应至少在0.1kg以上，厚度一般应在10mm以上；试样的试验面积应尽可能大；表面应无氧化皮及外来污物，不应带有磁性。

表示方法：HS前数字表示硬度数值，HS后表示硬度标尺类型。45HSC—表示C型硬度计测定的硬度值为45；45HSD—表示D型硬度计测定的硬度值为45。

优点：操作简单、效率高；试验后几乎不产生压痕，可在成品件上试验

缺点：测量精度低、重复性差，适合精度要求高的测试。

2.6 相关标准

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