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硬度计压头简介硬度计是如何工作的

时间：2020-08-05 来源：仪多多仪器网作者：仪多多商城

硬度计压头简介

压痕（indentation）由于试验力作用，压头（或压针）压入试样表面而产生的变形；

压头（indenter）硬度计上压入试件，具有规定开关的部件。有布氏、洛氏、维氏、努氏硬度压头等。

硬度计压头分类

1、标准压头（standard indenter）按照国家检定规程规定的，用于检定标准硬度块的压头；

2、工作压头（working indenter）按照国家检定规程规定的，用于测定试件或试样硬度值的压头；

3、硬度合金球压头（hard metals spherical indenter）以碳化钨为主要成分，具有一定直径的球形压头；

4、球压头（ball indenter）由规定直径的钢球和压头体组成的压头；

5、布氏硬度计压头（Brielle hardness indenter）直径为10、5、25、1mm 的钢球或硬质合金球压头;

6、洛氏硬度计圆锥压头（Rockwell hardness conical indenter）圆锥角为120度，顶端球面半径为0.2mm 的金刚石圆锥压头。（适用于A、C、D 和N 标尺）；

7、洛氏硬度计球压头（Rockwell hardness ball indenter）直径为1.588mm（适用于B、F、G 和J 标尺）、3.175mm（适用于E、H 和K 标尺）、6.35mm（适用于L 和M 标尺）、12.7mm（适用于R 标尺）的钢球压头；

8、维氏硬度计棱锥压头（Vickers hardness pyramid indenter）两相对面夹角为136度的金刚石或工业宝石等，制成的正四棱锥压头；

9、努氏硬度棱锥压头（Knoop hardness pyramid indenter）相对棱夹角分别为172度30分和130度的金刚石四棱锥压头；

10、横刃（ridge at the apex of the pyramid）棱锥压头两相对面的交线；

11、肖氏硬度计压头（shore hardness indenter）对称冲头。顶端球面半径为1.0mm 的金刚石压头；

12、压针（indenter）邵氏、韦氏、巴氏、国际橡胶等硬度计的压头。

13、邵氏A硬度计压针（Shore A type indenter）圆锥角为35度的截头圆锥体，其顶端平面直径为0.79mm ；

14、邵氏D硬度计压针（shore D type indenter）圆锥角为30度，顶端球面半径为0.1mm 的圆锥压针；

15、韦氏硬度计压针（Webster hardness indenter）圆锥角为60度的截头圆锥体，其顶端平面直径为0.4mm 。该压针适用于铝及铝合金。顶端平面直径为0.4mm 的圆柱体压针，该压针适用于软钢及硬铝；

16、巴氏硬度计压针（Barcol hardness indenter）圆锥角为26度的截头圆锥体，其顶端平面直径为0.157mm 的压针；

17、微型橡胶国际硬度压针（micro hardness indenter in international rubber hardness degree）直径为0.395mm 的钢球压针；

18、冲头（hammer）在肖氏和里氏等硬度计中，用来冲击试件的部件；

19、里氏硬度计冲头（Leeb hardness hammer）又称冲击体，由碳化钨和金刚石制成。除E 型冲头由金刚石制成，其他形式均由碳化钨制成。有D、DC、D+15 、G、E、C 型六种，G 型球直设为5mm，其他型式球头直径为3mm。硬度作为材料的一种性能，是表示固体表面上，在一个小的或很小的体积抵抗弹性变形、塑性变形的能力，是耐磨性能的一种表征。硬度计测试是检查产品质量以及确定合理加工工艺的重要手段，对机械及工程设计具有特别重要的意义。

硬度测量值不仅取决于材料本身的性质，同时也取决于测量方法和测量时的条件。不同的测量方法或相同的测量方法不同的测量条件，对于同一材料所测得的硬度值，其数值往往不同，甚至是不能相互比较的。

硬度的测量方法很多，按负荷性质来分有静力硬度试验法（如布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计、划痕硬度等）；动力硬度试验法（如肖氏、手锤布氏硬度等）。

在静力压入试验方法中，布氏硬度是应用广泛、使用历史最长的硬度方法之一。该方法是用一定直径的钢球作压头，在一定静负荷作用下，垂直压入试样表面，其硬度值维氏硬度与布氏硬度试验方法相似，其区别在于维氏硬度试验所用压头为面角136℃的正方形金刚石压头，其硬度值当硬度值小于450时，HV=HB，当硬度值大于450时，HBV，这就是由于布氏硬度所用钢球产生了变形，造成测量结果的不准确的缘故。而工程陶瓷是一种高硬度材料，用布氏硬度测定方法显然是不适宜的。

洛氏硬度是以规定的钢球或以锥角为120°顶端半径为0.2或0.1mm的金刚石圆锥体为压头。该方法适用于各种软、硬材料。

对工程陶瓷而言，目前较常用的方法是维氏硬度和洛氏硬度测定方法。洛氏硬度测定使用的负荷较大，易损坏压头，因此工程陶瓷硬度测定方法选用了小负荷维氏硬度测定方法。

维氏硬度计测定结果不仅取决于试样的材料特性，同时与试验条件密切相关，因此在进行测定时必须严格遵照有关各项规定。试验条件包括试样表面的制备加工，试验负荷的选择、负荷的施加速度、压痕的测量等等，对其中任何一项的疏忽，都将导致试验结果的失真。

便携式超声波硬度计是利用超声振动原理来测量硬度的一种新型智能仪器，主要用于测量金属洛氏硬度（HRC）、维氏硬度（HV）、布氏硬度（HB），并带有存储功能，是目前便携式硬度计中对工件表面无损伤的硬度计。

适用对象：

超声波硬度计可现场适应于细晶粒材料的任何形状尺寸的工件，在电镀、机械加工、汽车零部件、航空航天、石化、热处理、模具、轴承、曲轴、齿轮、监督检验和科研教学等领域得到广泛的应用包括：

电镀层（如镜面辊、镀铬辊、瓦楞辊、凹版、活塞杆及油缸、活塞环、造纸烘缸、镀铬零部件）、渗氮层、渗碳层、金属薄片、小型零部件等其它便携式硬度计不能测量的工件

测量时要求表面无损伤、无压痕的工件

不易移动的大型工件或不易拆卸的零部件及特殊形状的被测件

测量原理：

超声波硬度计基于超声接触阻抗测量原理，也称UCI （Ultrasonic contact Impedance）方法，在均匀的接触压力下，传感器杆的谐振频率随试件的硬度而改变。

探头中的传感器杆，一端和一个大质量刚体固定在一起，另一端镶有金刚石。

当压头被压到工件上，在固定负荷作用下，对弹性模量相同的工件来说，硬度愈低，那么压头与工件表面的接触面积愈大；

从而阻尼传感器杆的压头端的压痕大小也愈大，于是此端振动幅度也愈小，谐振频率就愈高，所以通过谐振频率的变化，就可以确定工件硬度。

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