常用的硬度測試方法

　　什么是硬度

　　硬度是物質(zhì)受壓變形程度或抗刺穿能力的一種物理度量方式。硬度可分相對硬度和硬度。硬度一般在科學界使用，生產(chǎn)實踐中很少用到。我們通常使用硬度體系為相對的硬度。常用有以下幾種標示方法：肖氏（也叫邵氏，邵爾SHORE）、洛氏、布氏三種。邵氏一般用于橡膠類材料上。

　　硬度值的大小是表示材料軟硬程度的有條件性的定量反映，它本身不是一個單純的確定的物理量，而是由材料的彈性、塑性、韌性等一系列力學性能組成的綜合性指標。常用的硬度測試方法：邵氏硬度、洛氏硬度。

　　硬度值的大小不僅取決于該材料的本身，也取決于測量條件和測量方法。硬度試驗的主要目的是測量該材料的適用性，并通過對硬度的測量間接了解該材料的其他力學性能，例如磨耗性能、拉伸性能、固化程度等。因此，硬度檢測在生產(chǎn)過程中對監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量和完善工藝條件等方面有非常重要的作用。

　　測定硬度的方法

　　1.測定材料耐頂針(球形頂針)壓入能力的硬度試驗。

　　例如布氏(Brine-I1)硬度、維氏(Vickers)硬度、努普(Knop)硬度、巴科爾（Barcol）硬度、邵氏（Shore）硬度等；

　　2.測定材料對尖頭或另一種材料的抗劃痕性硬度試驗。

　　例如比爾鮑姆(Bierbaum)硬度和莫斯(Mobs)硬度等；

　　3.測定材料回彈性的硬度試驗。

　　例如洛氏(Rockwell1)硬度和邵氏反彈硬度等。

　　其中：

　　邵氏硬度的測試方法：用邵氏硬度計插入被測材料，表盤上的指針通過彈簧與一個刺針相連，用針刺入被測物表面，表盤上所顯示的數(shù)值即為硬度值。

　　洛氏硬度的測試方法：用試驗鋼球能在被測物上砸上痕跡時硬度計表盤上所顯示的數(shù)值即為硬度值。洛氏硬度約是布氏硬度的十倍，兩者一般用于金屬材料上。

　　因測試方法不同邵氏硬度與洛氏硬度、布氏硬度沒有換算方式，但用洛氏硬度計測過硬橡膠，當時數(shù)據(jù)是：邵氏硬度90洛氏硬度27。

　　邵氏硬度

　　邵氏硬度又稱肖氏硬度，是表示材料硬度等級的一種方法。邵氏硬度分為邵氏壓痕硬度和邵氏反彈硬度兩種。

　　前者被測樣品放在硬度計臺面的適當位置，壓緊到規(guī)定時間后立即讀取用數(shù)字0-100表示的壓痕硬度讀數(shù)。

　　測定邵氏硬度時，我國與ISO規(guī)定一致，只使用A型和D型兩種。使用的壓痕硬度計有A型、C型和D型三種刻度型號，其硬度讀數(shù)分別用HA，HB，和HC表示。后者則使用邵氏反彈式硬度計進行測定，使用頂端裝有金剛石的總重約3克的沖頭，從約300MM高度的玻璃管中垂直落于試件上，由玻璃管的刻度讀取其垂直反彈的高度。

　　邵氏硬度是指用邵氏硬度計測出的值的讀數(shù)，它的單位是“度”，其描述方法分A、D兩種，分別代表不同的硬度范圍，90度以下的用邵氏A硬度計測試，并得出數(shù)據(jù)，90度及以上的用邵氏D硬度計測試并得出數(shù)據(jù)，所以，一般來講對于一個橡膠或塑料制品，在測試的時候，測試人員能根據(jù)經(jīng)驗進行測試前的預判，從而決定用邵氏A硬度計還是用邵氏D硬度計來進行測試。一般手感彈性比較大或者說偏軟的制品，測試人員可以直接判斷用邵氏A硬度計測試，如：文具類膠水瓶，TPUTPR塑料膜袋等制品。而手感基本沒什么彈性或者說偏硬的就可以用邵氏D硬度計進行測試，如PCABSPP等制品。如果度數(shù)是邵氏Axx，說明硬度相對不高，如果是邵氏Dxx說明其硬度相對較高。

　　計算公式：HA=100-L/0.025和HD=100-L/0.025。

　　邵氏硬度計

　　邵氏硬度計用途：邵氏硬度計用于橡膠類產(chǎn)品邵氏硬度值測量。

　　原理：具有一定形狀的鋼制壓針，在試驗力作用下垂直壓入試樣表面，當壓足表面與試樣表面*貼合時，壓針面相對壓足平面有一定的伸出長度L（即壓針扎進被測物的深度），以L值的大小來表征邵氏硬度的大小，L值越大，表示邵爾硬度越低，反之越高。

　　邵氏壓痕硬度計工作原理

　　邵氏壓痕硬度計的工作原理是將規(guī)定形狀的壓針在標準的彈簧壓力下，并在嚴格的規(guī)定時間內(nèi)，把壓針壓入試樣的深度轉(zhuǎn)換為硬度值，表示該試樣材料的硬度等級，直接從硬度計的指示表上讀取。指示表為100個分度，每一個分度即為一個邵氏硬度值。

　　方法要點

　　1.硬度計在使用過程中壓針的形狀、尺寸以及彈簧的性能都會發(fā)生變化，因此應定期校準，使之符合規(guī)定的壓針尺寸和精度。

　　2.硬度計彈簧對壓針所施加的力應與壓針伸出壓板位移量有恒定的線性關系，其大小與硬度計指針所指刻度的關系應符合下式：

　　A型:FA=550+78HA

　　B型:FB=445HD

　　式中FA和FB——彈簧施加于A型和D型硬度計壓針上的力mN

　　系數(shù)550——Hd為零時彈簧對壓針所施加的力

　　系數(shù)75和445——硬度計的系數(shù)

　　為此，推薦使用邵氏硬度檢定儀校準其彈簧力。一般進口儀器都配有檢定儀，目前國內(nèi)也已有生產(chǎn)。使用檢定儀校準壓針彈簧力的誤差，A型要求偏差在正負3.9N之內(nèi)，B型要求偏差在正負19.6mN之內(nèi)。

　　球壓痕硬度原理

　　以規(guī)定直徑的鋼球在試驗負荷作用下垂直壓入試樣表面，經(jīng)過規(guī)定的時間后，以單位壓痕面積所承受的壓力表示該試樣的硬度，用daN/平方毫米表示。規(guī)定使用的初負荷為0.98daN，而試驗負荷有四個等級,分別為4.9daN、13.24daN、35.8daN和96.daN。

　　球壓痕硬度計

　　球壓痕硬度計主要由機架、壓頭、加荷裝置、壓痕深度指示儀表和計時裝置組成。試驗前應定期測定各級負荷下機架的變形量，測定時應卸下壓頭，升起工作臺使其與主軸接觸：加上初負荷，調(diào)節(jié)深度指示儀表為零；然后再加上試驗負荷，直接由壓痕深度指示儀表中讀取相應負荷下機架的變形量。應反復測量幾次，直到數(shù)值穩(wěn)定。

　　硬度之間的轉(zhuǎn)換公式

　　1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12

　　2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15

　　3.勃式硬度(BHIN)=洛克式硬度(HV)

　　4.洛式硬度(HRC)=勃式硬度(BHN)/10-3