● 材料抵抗表面變形的能力叫硬度
硬度與材料的抗拉強度、彈性模量和抗壓強度有一定關(guān)系，對材料的加工、摩擦和磨損均有重大影響。
常用測試方法有三種：壓痕法、回跳法和刻痕法。
1. 布氏硬度HB（Brinell hardness）
布氏硬度是用一定載荷P，將淬火鋼球壓頭壓入被測材料表面，保持一定時間后卸載，根據(jù)壓入的直徑d的壓痕面積A（圖2-12）來獲得。計算式為:
HB主要用于退火狀態(tài)下的鋼鐵、鑄鐵、有色金屬及一些特殊非金屬材料，適用于HB<450的金屬材料。
例如，布氏硬度記為200HB10/1000/30。這表示直徑為10mm的鋼球，在1000kgf作用下保持30s后測得的硬度為200。
2. 洛氏硬度 HR（Rockwell hardness）
洛氏硬度是用規(guī)定的壓力，將金剛石圓錐體壓頭壓入材料的表面，測量壓痕深度h來換算(圖2-13) ：
HR =K-h)/0.002（無量綱） (2-7)
規(guī)定每 0.002mm為一個單位的洛氏硬度，可以通過查表而求得。
根據(jù)壓頭和載荷的大小，洛氏硬度分為HRC、HRB 、 HRA三種類型 (見下表)。
洛氏硬度可以直讀，操作方便，適用廣泛，可測量低硬度和高硬度的金屬材料。但洛氏硬度載荷大，標尺不統(tǒng)一，不適用于測定硬而脆的薄層。薄層材料一般采用維氏硬度來測定。
3. 維氏硬度HV（Vickers hardness）
維氏硬度是用兩對對面體的夾角均為136°的金剛石四面體菱形壓頭來測定的。它是通過測量壓頭壓入部分的對角線長度(圖2-14)來計算的。
HV＝1.8544P/d2
布氏、洛氏和維氏這三種硬度的測定法，壓頭的載荷大，面積大，故一般適用于各種金屬材料的硬度值的測定。
而且，由于壓頭載荷大，面積大，一般只能測定金屬材料顯微組織的平均硬度值，不適合測定局部區(qū)域范圍的材料硬度。例如，薄模、偏析、微相、擴散深度等。
因此，需要有一種能精細測定小范圍區(qū)域材料硬度的測定方法。
4. 小載荷顯微硬度（small load hardness）
（1）維氏顯微硬度（Vickers micro-hardness）
維氏顯微硬度, 簡稱顯微硬度, 是測量陶瓷和金屬合金中某一相微區(qū)的硬度， 如圖2-15所示。
顯微硬度的壓頭形狀與維氏硬度一樣，只是體積小、載荷小，小到僅有幾克到幾百克, 例如，2g、5g、10g、50g、100g、200g。其壓痕長度以微米表示，計算公式為：
HVP＝1854.4P/d2
其中，P是g，d是μm。
例如，HV50＝900表示外加壓力為50g下的顯微硬度值為900 或表示為900HV0.05 。
由于顯微硬度的壓痕小，故被測材料要做成金相試樣。因此，它適合于陶瓷材料的硬度測定，見表2-2。
(2）努氏硬度（Knoop’s hardness）
努氏硬度是從顯微硬度發(fā)展而來的。
它的壓頭形狀是金剛石材料制成的長棱形體，兩個長棱夾角為172.5 °， 兩個短棱夾角為130 °，長短對角線長度之比L/W為7.11倍。其計算值為:
HK＝1.451P/L2
其中，L為壓痕的對角線長度(μm) ，K為Knoop的縮寫, P為載荷（N）, 其值在0.4903-19.61N之間。
努氏硬度精度高，適用于無機材料，尤其是先進陶瓷材料，硬度的測量比維氏硬度更為精確些，但樣品的表面光清潔度要求較高。
（3）邵氏硬度（Shore hardness）
使用硬度計，在規(guī)定的試驗條件下用標準彈簧壓力將硬度計上的壓針壓入試樣，以壓入深度轉(zhuǎn)換為硬度值，直接由硬度計讀出邵氏值HS。
HS分為邵氏A和邵氏D。
邵氏A適用于軟塑料，如橡膠、泡沫塑料等；
邵氏D則適用于硬塑料，如聚碳酸酯（PC）、尼龍（PA6、PA66）等。
（4）肖氏硬度（Shore scleroscope hardness）
肖氏硬度又叫回跳硬度，是動載試驗法。
其原理是將一定重量的具有金剛石圓頭或鋼球的標準沖頭從一定高度 h。自由落體到試件表面，然后由于試件的彈性變形使沖頭回跳到某一高度h，用這兩個高度的比值來計算肖氏硬度值KS。
肖氏硬度無量綱，沖頭回跳高度越高，則試樣的硬度越高。
（5） 莫氏硬度 （Mohs hardness）
● 陶瓷及礦物材料常用的劃痕硬度稱為莫氏硬度。
它表示硬度從小到大的順序，不表示軟硬的程度。后面的材料可以劃破前面材料的表面。
莫氏硬度以前僅分為10級， 1級最小，10級最硬。相應硬度的排序為：
1滑石，2石膏，3方解石，4螢石，5磷灰石，6正長石，7石英，8黃玉，9剛玉，10金剛石。
后來又出現(xiàn)了一些人工合成的高硬度陶瓷，莫氏硬度等級范圍擴大，現(xiàn)分為15級。
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