硬度测试是如何工作的?

硬度测试通常是通过将特定尺寸和加载的物体(压头)压入测试材料的表面来进行的。硬度是通过测量压头穿透的深度或通过测量压头留下的印痕大小来确定的。

• 测量压头穿透深度的硬度试验包括:洛氏硬度、仪器压痕试验和球压痕硬度
• 测量压头留下的印痕大小的硬度测试包括:维氏，努普和布氏

四种最常见的压痕硬度测试

如何保证硬度测试的准确性和重复性

正确的硬度测试需要仔细的准备和执行。然而，一旦你有了基本的地方，大多数硬度测试提供良好的准确性和重复性。

影响硬度测试的因素

许多因素影响硬度测试结果。一般来说，在硬度测试中使用的负载越低，需要控制的因素就越多，以确保硬度测试的准确结论。

这里有一些最重要的因素要考虑，以确保从硬度测试的准确结论。

• 应控制光线、灰尘、振动、温度和湿度等外部因素
• 测试器和工作台应固定在一个坚实的水平桌上，样品应夹紧或固定在支架或铁砧上
• 压头应垂直于被测表面
• 当使用维氏，Knoop或Brinell测试时，照明设置应该是恒定的
• 每次更换压头或物镜时，测试仪都应重新校准/验证

硬度试验的表面制备要求

在对金属材料或其他材料进行硬度测试之前，必须准备好表面。所需的表面条件取决于测试的类型和所使用的负载。一般来说，表面制备的质量对硬度测试结果有直接影响，所以在决定劣质表面制备之前，应该考虑表面质量和测试结果变化之间的权衡。

宏观硬度测试
一个地面通常就足够了，有时不需要任何准备。

显微硬度测试
由于在硬度测试中使用的载荷较低，显微硬度测试需要抛光或电抛光表面。重要的是，一个光学评价印象的边界/角落是清晰可见的。这可以通过机械、化学或电化学的方式来实现。重要的是，加热或冷加工不会改变试件的表面性能。

变形

切割和研磨可能会引起变形。这些必须通过抛光到6.0 μm, 3.0 μm或1.0 μm去除，具体取决于硬度测试负载。

对于小载荷(小于300 gf1)，表面需要完全无变形，样品需要氧化或电解抛光以获得完全无损伤的表面。你还应该考虑到软和/或韧性材料(即高压小于120-150)在引入制备工件时更加敏感。

在下表中，您可以看到不同硬度测试的表面制备要求。

硬度测试负载的定义

官方上，硬度试验载荷用牛顿(N)表示。然而，历史上，载荷用千克力(kgf)、克力(gf)或池塘(p)表示。kgf、kp和N之间的相关性为:1.0 kgf = 1000 gf = 1.0 kp = 9.81 N。

• 术语显微硬度测试通常用于压痕载荷低于或等于1kgf
• 术语宏观硬度测试是在载荷高于1kgf时使用的

如果标准允许，使用最大的可能的负载/力最大的缩进，以确保最准确的结果。

金属材料硬度测试的四种方法*所使用的载荷都符合不同的ISO和ASTM标准。