硬度计是一种用于测定材料硬度的设备。

硬度是通过测量标准压头对试样表面的穿透效果来确定的。

市场上有不同的硬度计，如洛氏硬度计、布氏硬度计、维氏硬度计等。

为什么硬度测试对产品很重要

硬度测试在材料测试、质量控制和确保最终产品符合法规要求方面发挥着非常重要的作用。

它允许确定材料对特定用途的适用性以及它们可以接触的处理量。它提供有关结构完整性和组件质量的数据。

硬度测试在研发实验室和工业应用中非常流行。它有助于确保用于制造产品的材料适合这样做，并满足特定用途的质量和安全标准。

硬度测试可确保最终产品具有尽可能高的质量。

使用硬度测试的行业

硬度测试广泛应用于许多行业。使用硬度测试的一些主要行业如下：

机械工程公司

硬度测试在机械工程行业中扮演着非常重要的角色。

它广泛应用于不同的机械工程公司，包括农业设备、建筑机械或机床、起重机和洗车装置等的生产。

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进行硬度测试的样品范围很广，从小型应用（如齿轮电机中的齿轮硬度测试）到大型应用（如测试洗车机或风力涡轮机齿轮（直径可能为数米）上的焊接接头） .

在机械工程行业，通常需要对相同的零件进行硬度测试，因此，该过程通常是自动化的，并且在过程完全自动化的情况下也可以无人值守。

汽车行业

硬度测试在汽车工业中得到了广泛的应用。事实上，汽车行业可能拥有最广泛的硬度测试应用。

汽车中有许多运动部件，需要进行硬度和可靠性测试，以确保乘客的完全安全。

汽车行业的测试样本可以是小螺丝、门板、发动机部件、传动部件、焊接接头等。

如果每天需要测试大量相同的零件，或者需要进行一些像 CHD 测量这样的过程中测试，那么硬度测试过程应该自动化以节省时间和资源。

初级金属工业

初级金属工业也有许多硬度测试应用。硬度测试在初级金属行业很重要，因为它有助于确定金属对特定应用的适用性以及可以进行的处理类型。

它还有助于了解检查金属的材料结构以及它是否符合特定规定。

通常，从主要金属的中心提取或切下试样并测试其硬度。根据所需的质量保证，初级金属行业的硬度测试在低负荷、微观和宏观范围内进行。

铸造厂

铸造厂在生产过程中使用硬度测试来控制制造过程的质量。它也常用于确定和测量铸造金属的特性，并了解它们对不同应用的适用性。

硬度测试本质上是非破坏性的，这意味着它可以直接在铸造金属上进行，而不是在试件上进行。金属的抗拉强度是通过使用硬度测试来确定的。

一般被测铸件大而重，所涉及的试验力主要在宏观范围内，多在布氏试验范围内。

洛氏硬度计

好处

洛氏硬度测试方法可让您直接读取试样的硬度值。

与布氏硬度或维氏硬度测试方法不同，不需要光学读数来确定硬度读数。

符合罗克韦尔方法的仪器更受欢迎，因为它们不受操作者的影响。

这种方法受试样表面粗糙度的影响也最小。这种方法测试周期短，速度快，而且性价比高。

成本效益主要是因为洛氏硬度计不需要像其他方法一样连接到复杂的光学系统进行硬度测试。

这种硬度测试方法是非破坏性的，测试后样品可用于其他目的。

缺点

洛氏硬度测试的缺点是它不是最准确的测试方法。测量深度差的微小差异会导致硬度值计算出现相当大的偏差。

测试位置和试样必须完全没有任何污染，才能从这种硬度测试方法中获得准确和有意义的结果。

这种方法也被认为是不准确的，因为压头对结果有未知的影响。如果压头磨损且不够锐利，则可能会影响测试结果。

使用洛克韦尔方法还有另一个缺点，即随着硬度的增加，很难区分金属。

布氏硬度计

好处

布氏硬度测试法可用于测试非均质材料，因为大球与许多晶体接触，形成机械平均值。

使用此方法可以获得良好的精度、可重复性和良好的表示。

布氏硬度计产生的压痕或压痕足够大，以提供对试样硬度的公平和良好的估计。

它不受软点和小硬点的影响。即使样品表面粗糙，它也可以为您提供可靠的硬度测量。

缺点

与罗克韦尔方法不同，布氏方法需要进行表面处理，并且稍微复杂一些。由于压痕是光学测量的，因此试样的表面质量需要良好。

当试样在高试验载荷下进行试验时，在宏观范围内进行试验时，试样表面很可能发生变形。

由于壁的形成，这可能导致硬度值的测量错误。该方法在应用于极硬材料的薄试样时存在局限性。

布氏法与洛氏法相比速度较慢，测量硬度大约需要 30-60 秒，不包括制备试样所需的时间。

维氏硬度计

好处

使用维氏法的最大优点是它可以用于测量各种材料的硬度，因为该程序涵盖了整个硬度范围。

因此，该方法更常用于实验室设置。

在维氏方法下，只有一种压头可用于测量不同材料类型和试样的硬度。

由维氏方法推导出来的硬度值具有适当的含义，因为它对应于具有相同形状的压痕上的特定载荷。

Vickers 方法是非破坏性的；因此，试样经测试后可用于其他用途。

缺点

由于硬度是光学测量的，因此待测样品的表面质量应良好。这意味着应准备好测试表面，否则读数将不准确。应打磨和准备测试区域，压头轴线的垂直度在测量硬度方面起着重要作用，因为任何倾斜都会产生不规则的压痕。与罗克韦尔方法相比，维克斯方法也很慢。不建议在生产线中使用维氏方法。

努氏硬度计

好处

努氏硬度计可用于测量从软到硬的所有材料的硬度，因为该程序涵盖了整个范围。

它比维氏方法更准确，因为努氏测量对角线对于任何压痕深度都更长。测试时对试样表面的损伤小于维氏方法，使其成为一种非破坏性测试方法。

努氏方法非常适合测试细长的样品、非常薄的层以及玻璃和陶瓷等脆性材料。

缺点

由于通过光学方法进行测量，努氏方法需要良好的表面质量。与洛氏硬度测试方法相比，光学系统的使用使得努氏方法速度更慢且成本更高。

选择硬度计时要考虑的事项

即使对于最有经验的测试员来说，选择完美的硬度测试仪也是一项艰巨的任务。

有不同类型的待测试样和不同的测试程序，这使得很难缩小最佳硬度计的范围。

以下注意事项可以帮助您选择硬度计。

总测试负载

要测试的总测试载荷是选择硬度计的一个非常重要的考虑因素。一般规则是测试负载越高，读数越好，越准确。

这是因为硬度测试测量对测试负载较高的表面纹理不太敏感。但是，同样重要的是要注意，压痕不应深于1/10个 试样的总厚度或硬化的表面，其具有要被测试的。

试样的均匀性也是选择理想硬度计的重要标准。

硬度范围

在选择硬度计之前，您应该考虑要测试的试样的硬度范围。

一般来说，如果试样的硬度在650 HB/30以上，则应使用金刚石穿透器。低于这些水平的硬度可以使用钢或其他类似硬质金属制成的渗透器进行测试。

布氏硬度测试法不允许使用金刚石穿透器，因此不能用于测量 650 HB/30 以上的试样硬度。

另一方面，罗克韦尔方法更被普遍接受，因为它允许您使用金刚石锥体和钢球穿透器。维氏法只允许使用金刚石金字塔形穿透器，可用于测量任何范围的硬度。

准确性

精度是选择硬度计的一个非常重要的考虑因素。如果测试仪无法为您提供准确的硬度测量值，则不能依赖它来做出进一步的决定。您应该始终选择更准确、更可靠的硬度测试仪。

硬度测试时的测量精度主要取决于操作员采用的精度。这还包括良好的地面、足够的测量周期以及测试设备的频繁修改。在可能的情况下，您应该更喜欢静态系统而不是动态系统。

测试负载也会影响硬度测试设备的准确性。使用低测试负载会导致测量不准确和不可靠。

设备的灵活性

在选择硬度计之前，您应该针对待测试样的不同形式和尺寸，对其灵活性进行全面分析。

对于硬度测试，可以将试样放在设备上，也可以将设备放在试样上。

第一种情况涉及固定装置，其具有足够的容量来容纳试样进行硬度测试。固定式硬度测试设备最适合测试中小型试样。

对于大而重的试样，可将便携式硬度测试装置夹在试样上。这些便携式硬度测试设备只有在使用高测试负载时才能动态。当测试负载较小时，它们也可以是静态的。

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成本

与硬度测试相关的成本也是为您的企业选择理想硬度测试仪的重要考虑因素。

在选择之前，应考虑不同的参数，例如测试设备的成本、测试在各种情况下的适用性、测量周期以及操作硬度计所需的技术专长。

当需要测试不同形状和测试表面的样品时，这些考虑变得更加重要。在大多数技术行业中，情况通常如此。

在连续进行硬度测试的行业中，测试的速度和部署非熟练人员的范围也是选择硬度计的重要考虑因素。在这种情况下，不需要特殊夹紧设备的测试仪是首选。