
描述硬度和压痕大小关系有四种主要的标准测试方法,分别是布氏、维氏、努氏和洛氏。基于实际和检校的原因,每一种测试方法都有一系列的标尺,每个标尺都由载荷和压头形状来共同决定。选择一种测试方法,了解详情。
维氏硬度测试在1924年由Smith和Sandland在Vickers有限公司共同开发,该测试方法可以作为除布氏硬度测试外的另一个测试材料硬度的方法。维氏硬度测试较其他的硬度测试更为简易,它所要求的计算不受压头大小的限制,压头可以不考虑硬度值而应用于所有的测试材料。
对于所有硬度测试的方法,其基本原则是为了观察未知材料抵抗塑性形变的能力。维氏测试适用于所有的金属材料,在硬度测试中有着最广泛的应用。在硬度测试中硬度值的单位是维氏硬度(HV)或金刚石棱锥硬度 (DPH)。
压头应具有特定几何形状,使得压出的压痕不论尺寸大小都与其保持几何相似;且该压痕有便于测量的界限清楚的边界点;另外,压头必须有很高的强度以抵抗自身形变。正四棱锥形的金刚石压头可以满足以上这些 要求。
维氏硬度值用xxxHVyy来表示, 例如 440HV30, 如果保荷时间在10s到15s范围之外,则用xxxHVyy/zz表示,例如440HV30/20, 其各部分含义如下:
440是硬度值
HV 表示硬度标尺(维氏)
30表示试验力值为30Kgf
20表示保荷时间
维氏硬度值一般独立于试验力值:对同一材料,从500gf到50kgf试验力的维氏硬度值有可能是一样的。维氏硬度测试对材料分析,生产工艺的质量控制和研发成果有着极其重要的作用。硬度实质上是一个经验值,对于很多材料可与拉伸强度和相关,也是耐磨性和延展性的显现。在进行硬度测试时,为避免不同试验硬化区之间的相互影响,相邻压痕之间的距离要大于3倍的压痕对角线长度。

ISO 6508 & ASTM E-18中将洛氏硬度测试定义为世界上使用最为广泛的硬度测试方法,适用于几乎所有的金属,在某种程度上同样适用于塑料。洛氏硬度测试是测量由特定压头和某个特定试验力所产生的永恒深度得来。洛氏硬度测试需要更少的式样表面准备工作,这使得测试更快速简便,因此在全球很多行业都得到广泛使用。洛氏硬度测试的主要优势在于其测试速度,打完压痕后就能立即显示测量结果。
洛氏硬度测试的基本方法为:首先施加一个初试验力,然后再施加一个主试验力来达到所需的总的力值,最后回到初试验力。初试验力标定了零点或参考点。施加主试验力保持一定预设时间是为了使弹性复原。然后移除主试验力,而仍然保留初试验力来得出相对零点或参考点所发生的变化,以至于得出洛氏硬度值。
我们NEXUS, VERZUS, NEMESIS和Fenix200CL系列的硬度计由力传感器闭环控制;它们均由我们的研发中心所研发,设计,并完成耐久测试。此外,所有电路板和高科技组件由内部生产以确保最高等级的行业生产质量控制。
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布式硬度测试是现今常用的硬度测试法中较古老的方法,此测试方法于1900年由瑞典工程师Johan August Brinell提出,广泛应用于判定铸造件和锻造件的硬度,因为铸造件和锻造件的晶粒结构太粗糙而很难进行准确的洛氏和维氏测试。
布氏硬度测试条件具有大约25种不同的试验力/球压头的组合,对于几乎所有的金属,仅需球压头尺寸与试验力,即可对其进行布氏硬度测试。只要球压头尺寸与试验力的比值保持不变,理论上布氏测量结果保持一致。
通常布氏硬度测试结果在工业中广泛地用作商业运输验收依据和质量控制。测试结果可能与金属本身的特性相关,如:延展性,拉伸强度和耐磨性等。
布氏硬度测试是一种压痕硬度测试,其包含了两个步骤。
第一步,以一定的试验力将一定直径的压头垂直地压入试样表面,将试验力保持一段时间,然后卸载。
第二步,测量至少两条相互垂直的压痕直径,然后由压痕直径的平均值以及运用特定的计算公式或基于此公式得出的图表来算出布氏硬度值。

努氏硬度计专为 显微硬度测试设计,用于评估非常薄的材料、涂层或脆性样品,因为这些情况下仅允许产生微小压痕。努氏硬度测试方法是使用低实验力和独特形状的金刚石压头,在微观尺度上实现精准的硬度测量。该测试流程已被收录于 ISO 4545、ASTM E92 和 JIS B7725 等国际标准内。
轶诺荷兰制造的努氏硬度计,以精准可靠为核心。轶诺提供种类丰富的显微硬度测试仪,供您选择,并提供专业的服务和技术支持。
尽管努氏与维氏硬度测试同属显微硬度测试范畴,但在压痕几何形状与测量灵敏度上存在差异:
努氏压痕细长且不对称,可在极小距离内实现更精准的硬度分布测绘
维氏压痕方形且对称,在略高力值下提供更稳定的读数
处理薄涂层或脆弱材料时,努氏显微硬度计通常更受青睐。尤其在低于200gf的小测试力值场景中(此时测量结果更易出现偏差),其适用性尤为突出。
努氏硬度测试通过带有长短对角线的精密金刚石压头施加载荷,形成细长压痕。测试力值通常在10gf至1000gf之间,特殊情况下可使用高达2 kgf或5kgf的测试力。
除特定场景(如500gf下按ASTM标准换算为其他标尺)外,努氏硬度测试法通常不用于批量硬度测试。虽可使用更大测试力,但测试结果可能因材料与硬度测试设备的设置产生波动。
样品制备对努氏硬度测试至关重要。腐蚀、划痕或变形等表面瑕疵会显著影响测试结果(低力值测试中尤甚)。清除所有表面损伤,是确保硬度测试精准且可重复的前提。
如何解读努氏硬度测试结果
努氏硬度值 HK 的计算公式如下:
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轶诺的努氏硬度计
轶诺提供多种 闭环、力传感器控制的努氏硬度计。我们的硬度计在位于荷兰的研发中心进行开发、设计和耐久测试,客户可选择手动基础类型的努氏硬度计 或 全自动努氏硬度计。
轶诺所有硬度计均配备先进的 IMPRESSIONS 软件,界面友好,可适应复杂应用和工作流程。
此外,所有关键内部电子元器件均由 INNOVATEST轶诺 制造,确保制造质量控制的高标准,为长期可靠的硬度测试提供保障,并提供延长保修选项。
