第十四章 各种硬度计的原理、构造及应用 与材料的关系 硬度反映了材料弹塑性变形特性，是一项重要的力学性能指标。与其他力学性能的测试方法相比，硬度试验具有下列优点：试样制备简单，可在各种不同尺寸的试样上进行试验，试验后试样基本不受破坏；设备简便，操作方便，测量速度快；硬度与强度之间有近似的换算关系，根据测出的硬度值就可以粗略地估算强度极限值。所以硬度试验在实际中得到广泛地应用。 硬度测定是指反一定的形状和尺寸的较硬物体(压头)以一定压力接触材料表面，测定材料在变形过程中所表面出来的抗力。有的硬度表示了材料抵抗塑性变形的能力 (如不同载荷压入硬度测试法)，有的硬度表示材料抵抗弹性变形的能力(如肖氏硬度)。通常压入载荷大于9.81N(1kgf)时测试的硬度叫宏观硬度，压力载荷小于 9.81N(1kgf)时测试的硬度叫微观硬度。前者用于较在尺寸的试件，希反映材料宏观范围性能；后者用于小而薄的试件，希反映微小区域的性能，如显微组织中不同的相的硬度，材料表面的硬度等。 硬度计的种类很多，这里重点介绍最常用的洛氏、布氏、维氏和显微硬度测试法。 1 4 .1 洛氏硬度测试法 一、洛氏硬度的测量原理 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。图 14-1 表示了洛氏硬度的测量原理。 图中： 0-0：未加载荷，压头未接触试件时的位置。 1-1：压头在预载荷 P0(98.1N)作用下压入试件深度为 h0 时的位置。h0 包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2：加主载荷 P1 后，压头在总载荷 P= P0+ P1 的作用下压入试件的位置。 3-3：去除主载荷 P1 后但仍保留预载荷 P0 时压头的位置，压头压入试样的深度为 h1。由于 P1 所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了 h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为 h= h1- h0。实际代表主载 P1 造成的塑性变形深度。 h 值越大，说明试件越软，h 值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数 K 减去压痕深度h 的数值来表示硬度的高低。并规定0.002m m 为一个洛氏硬度单位，用符号 HR 表示，则洛氏硬度值为： (14-1) 此值为无量纲数。测量时可直接在表盘上读出。表盘上有红、黑两种刻度，红色的30和黑色的0 相重合。 ...
