什么是硬度计？

 硬度计是评价各种材料和制品硬度的测试设备。硬度测试方法根据其基本原理可大致分为压痕测试方法和动态测试方法。压痕测试有两种方法：一种是将硬压头推入试件表面并测量压痕的表面积，另一种是测量压痕的深度。压痕面积越小、压痕深度越浅，评价材料越硬。

动态测试方法包括将锤子从一定高度落下并测量其弹回的高度。这是一种测试试件的回弹力的测试方法，称为肖氏硬度测试，它利用了试件越硬，弹起越高的特性。

为了执行上述测试方法，使用了各种硬度测试机，每种硬度测试机都有自己的专用压头、施加到压头的负载以及测量压痕的方法。在评估硬度时，重要的是要在交货和购买双方之间达成协议，并根据试件的尺寸、形状、用途等选择合适的测试方法和测试机器。

硬度计的使用

1、测量压痕表面积的试验方法

采用维氏硬度试验和布氏硬度试验作为测量压痕表面积的试验方法。

维氏硬度计

维氏硬度计测试包括金属材料在内的各种材料。由于试验载荷小，因此其特点是在很窄的范围内评价硬度。还可用于评价渗碳淬火、感应淬火、渗氮等各种表面处理的硬化层深度以及焊接件的硬度分布。

布氏硬度计

布氏硬度计测试表面粗糙、颗粒结构不均匀的金属材料，如铸造品、铸件、锻造品等。由于试验载荷大、压痕大，因此其特点是在较宽的范围内对硬度进行平均评价。

2、测量压痕深度的试验方法

洛氏硬度试验是测量压痕深度的试验方法。洛氏硬度计主要用于淬硬金属材料。当评估淬硬金属材料中淬硬层的硬度时，需要根据淬硬层的硬度和深度选择适当的测试条件（设定为标度）。

肖氏硬度测试是一种动态测试方法，用于测试大型零件和轧辊的硬度，也常在机械车间现场使用。优点是压痕不明显，可用于产品检验，而且肖氏硬度计体积小，便于携带。

硬度计原理

硬度试验机的原理因类型而异。

1.维氏硬度计

维氏硬度计通过施加试验载荷，将面角为136°的方锥体金刚石压头压入试件。使用连接到试验机的金相显微镜测量由该负载在样品上产生的矩形压痕的对角线长度。

JIS规定试验载荷为10gf～100kgf。另外，在1kgf以下进行的试验称为显微维氏硬度试验。维氏硬度试验和显微维氏硬度试验的试验机相同。任一测试都可以通过改变测试负载来执行。基本上，即使试验载荷改变，如果材料没有凹凸不平，硬度值也不会改变。

此外，维氏硬度测试要求试件不大于手掌大小。待测表面也需要镜面抛光，因此大多数情况下将材料中待测定硬度的部分切掉。

2、布氏硬度计

布氏硬度计采用球压头，直径为10毫米的钢球或硬质合金球。通常使用 3,000kgf 的测试负载。它是在试验表面上做出球形压痕时的载荷除以永久压痕的表面积而得到的值。

3、洛氏硬度计

洛氏硬度计分三个阶段施加载荷。首先施加标准载荷，然后施加更大的测试载荷，然后恢复到标准载荷。硬度评价是根据前后两次施加标准载荷时压痕深度的差来确定的。

此外，在洛氏硬度测试中，尺度是由多种测试载荷和压头类型的组合确定的。例如，使用尖端半径为0.2mm、尖端角度为120°的金刚石锥体，基本载荷为10kgf，则试验载荷为60kgf时为A标度，为100kgf时为D标度，如果是 150 kgf，则为 C 标尺。

另外，使用1/16英寸（1.5875mm）钢球进行的测试，基本载荷为10kgf，试验载荷为100kgf，属于B级。另外，以3kgf的基本载荷和15、30、45kgf的试验载荷进行的试验称为洛氏超级费歇尔硬度试验。特别适用于薄钢板的硬度测试。

目前的洛氏硬度计具有可更换的压头，并且可以为每个压头设置基本载荷和试验载荷。优点是自动执行一系列负载应用和深度测量。

4、肖氏硬度计

肖氏硬度试验是将一定形状和质量的金刚石锤从一定高度落到试件上，测量回弹高度的试验。肖氏硬度计与其他试验机的不同之处在于它的体积极小，并且可以在不使用电力的情况下进行测试。