硬度试验基础

硬度试验适用于大多数材料，特别是金属材料。它是一个有价值的、公开的和常用的机械测试过程，已被以各种形式使用了超过250多年。作为一个材料属性，其价值和重要性不能被低估;从硬度试验中获得的信息可用于提供关键的材料性能信息以及对耐用性、强度、灵活性以及各种部件从原料到制备的试样和成品的能力。硬度测试在众多行业中有着广泛应用，在结构、航空航天、汽车、质量控制、故障分析等多种形式的制造业中有着特殊意义。

什么是压痕硬度测试?

Zui基本和Zui常用的定义是测试材料的永恒不变的塑性变形抗性。通过将具有指定的几何形状和性能的压头加载至材料一定时间，测量形成的压痕或印记的透入深度或尺寸。洛式测试方法由于能快速生成结果，因此成为Zui常用的方法，一般用于金属和合金测量。其生成的值基于凹痕深度或未恢复的凹痕。

良好实践的重要性

要想获得jingque可靠的洛氏硬度测试结果，重要的是保证操作人员和他们使用的操作方法遵循恰当的测试技巧和实践。洛氏硬度测试的jingque特点和准确度要求必须遵守严格的硬度协议和操作标准。常规的洛氏硬度测试点的测量单位仅为0.002 mm（约0.00008英寸），因此这种jingque的测量值需要采用一种高精度的测量系统和控制过程。未能妥善准备和进行罗克韦尔硬度测试可能会导致测试数据欠佳或读数错误，可能导致生产和交付不合格的产品。这可能严重影响和破坏采用它们的设备或组件的性能和完整性。

洛氏硬度测试技术——测试标尺

材料类型

试样厚度

面积/宽度

测试位置

材料均匀性

标尺限制

材料类型

遵守正确的操作规范和适用标准相对比较简单，并且能确保提供真实准确的测试结果。Zui重要的是，在罗克韦尔测试过程中，要为要测试的组件确定适当的硬度级。洛氏硬度测试有30种不同的硬度标尺，其中洛氏硬度HRC能满足大部分应用的要求，洛氏硬度HRB适用于测试大部分钢、黄铜和其他金属。随着普通钢和黄铜以外的材料广泛使用，对测试薄材和钢板的需求不断增长，必须认真考虑如何选择正确的硬度标尺，以确保按需要进行准确的洛氏硬度测试。不仅要在常规硬度测试和表面硬度测试之间选择，并为每种测试采用三种不同的总试验力，还要在金刚石压头和直径1/16、1/8、1/4和1/2英寸的钢球压头之间选择。工料规范通常建立在材料设计阶段，操作人员可以按照成文的比例要求进行操作。如果没有规范，或对于预定的等级是否适用有疑问，应对以下控制等级选择的因素进行分析：

材料厚度

在缺少专业的硬度计的情况下，应识别材料类型并将其与罗列了适用于给定材料的典型类型硬度计的表格进行对比。这通常需要依据历史数据和实证检验信息。一般说来，建议使用材料可以承受的Zui大试验力，因为更大的压痕将提供Zui大的完整性以及受到材料表面情况的影响Zui小。通常，金刚石压头适用于硬化钢和其他极硬材料，球类压头适用于黄铜、铜合金、铝材。虽然在选择标尺时需要了解材料成分，但在确定正确的测试法和技术时，还要考虑其他几种非常重要的材料参数。

支持

参数选择上，Zui重要的是材料厚度。由于30洛氏标尺以总测试力和压头类型而著称，因此，对于材料厚度而言过重的负载或力值Zui终会受支撑砧座的影响。物料流如此中断将导致读数错误，实际材料硬度被严重误释。ASTM分别以表格和图形形式提供了硬度标尺厚度要求。建议在根据材料厚度确定合适的等级时，将这些作为参考指南。切割的一般规则（虽然只是近似值）是：当使用金刚石压头时，材料尺寸应Zui少是压痕深度的10倍；当使用球型压头时，材料尺寸应至少是压痕深度的15倍。如果必要，可以计算所有压痕的实际深度，以确认满足这一要求，但通常没有必要，因为参考表和图表提供了足够信息供您做决定。通常，材料下面不应该有变形。

垂直性

在洛氏硬度测试中，试样支架同样非常重要，因为该方法涉及深度测量。任何试样运动被传输到压头和测量系统，从而可以在测试时发现错误。鉴于测试的精密特点（记住常规标尺上的洛氏硬度点的测量单位是0.002 mm或0.00008英寸），仅移动0.001英寸就能导致测量误差超过10个洛氏硬度点。应选择支承砧座以匹配试样的外形，并提供全面和不受影响的支撑，而且砧座必须够硬以防止在使用时出现变形。所有砧座必须符合特点标准的要求；《ASTM E18》提供了的使用指南，其中包括砧座的硬度建议。固定试样的支撑轴肩和支承面必须平行，而且砧座必须确保试样与压头垂直。必须保证支撑面和支撑肩上没有裂纹、划痕和灰尘，并保证有充分的设计以正确支撑测试中的材料。应定期检查铁砧，通常是在每次使用之前检查。如果发现已不能使用，应及时更换。损坏的、有刻痕的或脏的压头会造成大量的位移和重复性问题，影响读出硬度。提供各种标准的以及定制的夹具适合不同的试样几何结构。一些常用的砧座包括能支撑平整表面的平面或平砧座、支撑圆柱形工件的V型砧座和用于固定大直径试样的圆柱形砧座。另一个常用的铁砧用于底座。该铁砧具有凸起的平点，用于检查小、薄和不规则形状的试块以及用来测试没有真正平底的材料。因为试样和铁砧之间的接触是必不可少的，该小凸起点可以Zui小化压痕效果。这可使用非平整试样降低接触面积来实现。非平整测试样应把曲面朝下置于砧座上，确保测试时与砧座的稳固接触。为支持薄板材型产品，建议使用金刚石砧，这个砧包括稍微凸起的、平的抛光金刚石表面，可放置试件，并防止使用标准砧可能会造成的损坏和影响。该砧座仅用于15 T或30 T洛氏标尺。不要同时使用金刚石压头和带金刚石凸点的砧座，因为这样会同时损坏压头和砧座。在测试薄壁管的外径表面时，建议使用鹅颈式砧座。其通常绕在测试仪的导螺杆或支架上，顶部有芯轴，将要测试的零件放置在芯轴上，以防止材料在测试过程中顺其移动。可以使用大直径测试台或“T”槽式测试台放置较大的零件，“T”槽式测试台可以将试件固定在测试台上。由于“T”槽台的尺寸和重量，只能用罗克韦尔®测试仪驱动硬度计压头下降到附于检测仪基座的固定“T”槽台，而非通过导螺杆驱动将零件置入金刚石。另一个有用的夹具是Vari-Rest，可以水平延长来支撑细长的试件。