金属硬度检测方法

?金属硬度检测方法

?

? 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。

金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试

验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括

肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。

各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各种试验方法的硬度计的原理、特

点与应用。

1.布氏硬度计（GB/T231.1—2002）

1.1 布氏硬度计原理

对直径为D 的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去

试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。

HB =F / S ……………… (1-1)

=F / πDh ……………… (1-2)

=0.102×2F / πDh（D－）……………… （1-3）

式中：F ——试验力，N；

S ——压痕表面积，mm；

D ——球压头直径，mm；

h ——压痕深度， mm；

d ——压痕直径，mm。

1、2 布氏硬度计的特点：

布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10 mm 直径球压头，3000kg 试验力，其压

痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影

响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。

布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，测量操作和压痕测量都比较费时，并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差，因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验，一般要求由专门的实验员操作。

1.3 布氏硬度计的应用布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试，锻钢和灰铸铁的布

氏硬度与拉伸试验有着

较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢，采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测，由于压痕较大，一般不用于成品检测。

1.4 布氏硬度试验条件的选择如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样，布氏硬度试验也要遇到试验条

件的选择问题，即试验力F 和

压头球直径D 的选择。这种选择不是任意的，而是要遵循一定的规则，并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配，应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。

布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm 直径的球压头，3000kg 试验力。这一条件最能体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同，硬度不同，试样大小，薄厚也不同，一种试验力，一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循的规则有2 个。

1.4.1 规则一，要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即

F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K …………（１－４）

这个规则来源于相似律。根据相似律，不同直径的球压头 D1 、D2 在不同的试验力 F1 、F2 作用下压入试样表面，压痕直径 d1、d2 是不同的，但是只要压入角?1、?2相同，压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下，采用不同的试验力和不同直径的球压头，在同一试样上测得的硬度值是相同的，在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。

试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2，在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2。

1.4.2 规则二，试验后要使压痕直径处于以下范围：

0.24D

试验力重新试验。人们的大量试验表明，当压头直径在

0.24D~0.6D 之间时，测得的硬度值与试验力大小无关。

布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg 到1kg 大约有20 个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为?10mm、?5mm、?2.5mm、?1m m共 4 种。

布氏硬度试验可选择的0.102F/D2 值为30、15、10、5、2.5、1 共6 种。

标准GB/T231.1—2002 中规定的试验条件如表1－1 所示。表1－1 布氏硬度试验条件

HBW1/30 1 HBW1/10 1 HBW1/5 1 HBW1/2.5 1 HBW1/1 1 30

10

5

2.5

1

294.2

98.07

49.03

24.52

9.807

标准GB/T231.1—2002 中规定试验力和压头直径平方之比（0.102F/D2）应按材料的种类和硬度范围来选择，如表1－2 所示

表1－2.试验力—压头直径平方之比的选择

标准GB/T231.1—2002 中规定，对于钢只有一种选择，就是0.102F/D2=30，对于其他材料，根据其不同的硬度范围，有2~3 种0.102F/D2 值可供选择。

1.4.3 布氏硬度试验条件的选择过程：

1.4.3.1 根据材料种类和硬度范围，按表1－2 选择0.102F/D2 值，一般较硬的材料选择较高的

0.102F/D2 值，较软的材料选择较低的0.102F/D2 值，钢铁材料只选择0.102F/D2＝30 一个值。

1.4.3.2 根据试样的厚度和大小选择压头直径D 和试验力F，对于较厚、较大的试样，应尽量选用?10mm 的压头和相应的试验力，因为这样最能体现布氏硬度计的特点。对于较薄、较小的试样，应选用较小的压头和较小的试验力。以保证满足布氏硬度试验关于“试样厚度应大于压痕深度的8 倍”的要求。

1.4.3.3 完成上述选择之后应进行初步试验，确定压痕直径是否满足 0.24D

1.5 布氏硬度与抗拉强度的关系由于布氏硬度试验能够反映出试样较大范围内的综合性能，因此布氏

硬度与材料的其他机械性能关系

密切，尤其是与抗拉强度存在近似的换算关系：

σb=K·HB……………… (1-6)

式中：σb—抗拉强度值，MN/m2； K—常数，不

同材料有不同的数值。

通过测试布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。这一点在生产实际中具有重大意义。可以通过测量硬度的方法得到近似的强度值，这样既可以提高工作效率，又可以节省材料。

部分金属材料的换算关系如1－3 表所示。

2. 洛氏硬度计（GB/T230.1—2004）

2.1 洛氏硬度计原理

在规定条件下，将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）分2 个步骤压入试样表面。卸除主试验力后，在初试验力下测量压痕残余深度h。以压痕残余深度ｈ代表硬度的高低。1—在初始试验力 F0 下的压入深度； 2—在总试验力F0+F1 下的压入深度；3—去除主试验力F1 后的弹性回复深度；4—残余压入深度h；5—试样表面；6—测量基准面；7—压头位置

洛氏硬度值按下式计算：

N－常数，对于A、C、D、N、T 标尺，N=100；其他标尺，N=130； h－残

余压痕深度，mm； S－常数，对于洛氏硬度，S=0.002mm，对于表面洛氏

硬度，S=0.001mm。

每一洛氏硬度单位对应的压痕深度，洛氏硬度为0.002mm，表面洛氏硬度为0.001mm。压痕越浅，硬度越高。

洛氏硬度试验分为2 种，一种是普通洛氏硬度试验，一种是表面洛氏硬度试验。洛氏硬度试验采用1200 金刚石圆锥和?1.587mm、?3.175mm钢球三种压头，采用60kg、100kg、150kg 三种试验力，它们共有九种组合，对应于洛氏硬度的九个标尺，即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度试验采用1200 金刚石圆锥和?1.587mm钢球2 种压头，采用15kg、30kg、45kg 三种试验力，它们共有六种组合，对应于表面洛氏的六个标尺，即HR15N、HR30N、HR45N、HR15N、HR30T、HR45T。

洛氏硬度试验条件如表2－1 所示。

洛氏硬度标尺的选用如表 2－2 所示

表2－1 洛氏硬度试验条件

洛氏硬度标尺技术条件

表面洛氏硬度标尺技术条件

表面洛氏硬度压头类型初试验力

F0（N）主试验力

F1（N）

总试验力适用范围

硬度标尺符号F0+ F1（N）

15N 30N 45N 15T 30T 45T HR15N

HR30N

HR45N

HR15T

HR30T

HR45T

120°

29.42

117.7

264.8

411.9

117.7

264.8

411.9

147.1

294.2

441.3

147.1

294.2

441.3

70～94HR15N

42～86HR30N

20～77HR45N

67～93HR15T

29～82HR30T

10～72HR45T

金刚石圆锥

1.5875mm

29.42

钢球

取自国家标准GB/T230.1-2004 注：力值单位9.8N=1kg 表2－2 洛氏硬度标尺的选择

N 标尺用于类似洛氏标尺C、A 和D 检测的材料，但仅限于薄小试样和浅硬化深度的试样。

T 标尺用于类似洛氏标尺B、F 和G 检测的材料，但仅限于薄小试样和较软且覆镀层较浅的试样。

2．2 洛氏硬度计的特点洛氏硬度试验操作简单，测量迅速，可在指示表上直接读取硬度值，工作效

率高，成为最常用的硬度

试验方法之一。由于试验力较小，压痕也小，特别是表面洛氏硬度试验的压痕更小，对大多数工件的使用无影响，可直接测试成品工件，初试验力的采用，使得试样表面轻微的不平度对硬度值的影响较小，因此，此仪器非常适于在工厂使用，适于对成批加工的成品或半成品工件进行逐件检测，该试验方法对测量操作的要求不高，非专业人员容易掌握。

2．3 洛氏硬度计的应用

洛氏硬度试验采用了3 种压头，6 种试验力，根据金属材料材质、硬度范围及尺寸的不同，共有15 个标尺可供选择，可以测试从很软到很硬几乎全部常见的金属材料，应用范围十分广阔。洛氏硬度计在工业生产中得到了广泛应用，成为检验产品质量，是确定合理加工工艺的主要手段。可测试各种黑色和有色金属，测试淬火钢、回火钢、退火钢、表面硬化钢、各种厚度的板材、硬质合金材料、粉末冶金材料、热喷涂层的硬度。

表面洛氏硬度计用于测试薄板金属、薄壁管材、表面硬化钢和小零件的硬度。

3. 维氏硬度计（GB/T4340.1—1999）

3.1 维氏硬度计原理采用正四棱锥体金刚石压头，在试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后，

卸除试验力，测量试

样表面，压痕对角线长度。试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度

值按式（３－１）计算：ＨV = 常数×试验力/压痕表面积≈0.1891 Ｆ／

ｄ…………（3－1）式中：ＨV ————维氏硬度符号；

Ｆ――――试验力，Ｎ；

ｄ————压痕两对角线ｄ１、ｄ２的算术平均值，ｍｍ。

实用中是根据对角线长度ｄ通过查表得到维氏硬度值。国家标准规定维

氏硬度压痕对角线长度范围为0.020~1.400mm。

3.2 维氏硬度的表示方法

维氏硬度表示为HV，维氏硬度符号HV 前面的数值为硬度值，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10~15S。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。例如：

600HV30—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间10~15S 时得到的硬度值为600。

600HV30/20—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间20S 时得到的硬度值为600。

3.3 维氏硬度试验的分类和试验力选择维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验，即：维

氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显

微维氏硬度试验。见表3-1

表3-1 维氏硬度试验的三种方法

维氏硬度试验可选用的试验力值很多，见表3-2。

表3-2 推荐的维氏硬度试验力

试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定，试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的1.5 倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。

3.4 维氏硬度试验的优点维氏硬度试验的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确，因此，维氏硬

度试验是常用硬度试验方

法中精度最高的，同时它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越。

维氏硬度试验测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（3000 个维氏硬度单位）都可测量。

维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。

在中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如，当硬度值为400 以下时，ＨＶ≈ＨＢ，。

维氏硬度试验的试验力可以小到10ｇF，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。

图３－２，ＨＶ与ＨＢ硬度值的吻合图

3.５维氏硬度试验的缺点维氏硬度试验效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，

通常需要制作专门的试样，

操作麻烦费时，通常只在实验室中使用。

3.６维氏硬度计的应用维氏硬度试验主要用于

材料研究和科学试验方面

小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度，表面硬化层硬度和有效硬化层深度，镀层的表面硬度，薄片材料和细线材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于试验力很小，压痕也很小，试样外观和使用性能都可以不受影响。

显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度，用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试，零件厚度可薄至３μm。

4．努氏硬度计（GB/T１８４４９.1—２００１）

4．1 努氏硬度计的原理：

努氏硬度试验是一种显微硬度试验，其原理与显微维氏硬度试验基本相同，它采用菱形锥体金刚石压头，在检测力作用下压入试样表面，保持规定0 的时间后卸除试验力,测量长对角线的长度，计算压痕投影面积，试验力除以压痕投影面积的商就是努氏硬度值。

努氏硬度值由下式计算：

HK=0.102Ｆ／Ａ＝1.451Ｆ／ｄ２

式中ＨＫ————努氏硬度值；

Ｆ————试验力，Ｎ；

Ａ————压痕投影面积，ｍｍ２；

ｄ————压痕长对角线长度，ｍｍ。

努氏硬度的表示方法为：

符号HK 之前为硬度值，HK 之后为试验力。例如：

640HK0.1——试验力为0.9807N，保持10～15Ｓ，测得的努氏硬度值为640；

640HK0.1／20——试验力为0.9807N，保持20Ｓ，测得的努氏硬度值为640；

4．2 努氏硬度计的特点：努氏硬度试验实质上是对显微维氏硬度试验的改进，它采用菱形压头后，

压痕细长，在相同的试验力

作用下，长对角线长度约为显微维氏压痕对角线的３倍，测量精度更高，其次，压痕深度只有显微维氏压痕的一半，可以测试更薄的材料，另外，努氏硬度试验得出的是压痕没有受到弹性回复影响的硬度值，克服了显微维氏硬度试验因压痕弹性回复而使压痕略有缩小对试验结果的影响，这一点在金属学、金相学研究中具有更大的优越性。努氏硬度试验没有专门的硬度计，通常是共用显微维氏硬度计，只要更换压头并改变硬度值的算法即可。

4．3 努氏硬度计的应用努氏硬度试验主要也是用于金属学、金相学研究。它特别适于测试硬而脆的材

料，常被用于测试珐琅、

玻璃、人造金刚石、金属陶瓷及矿物等材料。它还可用于表面硬化层有效深度的测定，用于细小零件、小面积、薄材料、细线材、刀刃附近的硬度、电镀层及牙科材料硬度的测试。

在显微硬度试验方面，美国通常采用努氏压头和100ｇ力，而欧州则习惯于采用维氏压头和较大的500 ｇ力。

5．肖氏硬度计（ＧＢ／Ｔ４３４１—２００１）

5．1 肖氏硬度计的原理

将规定形状的金刚石冲头从固定的高度ｈ0 落在试样表面上，冲头弹起一定高度ｈ，用ｈ与ｈ0 的比值乘上一个系数就是肖氏硬度值。冲头回弹的越高,试样的硬度值越多。计算公式为：

5．2 肖氏硬度计特点肖氏硬度试验是一种动态力试验，与布、洛、维等静态力试验法相比，准确度

稍差，因测试时的垂直

性，试样表面光洁度等因素的影响，数据分散性较大，其测试结果的比较只限于弹性模量相同的材料。它对试样的厚度和重量都有一定要求，不适于较薄和较小试样，但是它是一种轻便的手提式仪器，便于现场测试，其结构简单，便于操作，测试效率高。

5．3 肖氏硬度计的应用肖氏硬度计便于携带，特别适用于冶金、重型机械行业中的中大型工件，例如

大型构件、铸件、锻件、

曲轴、轧辊、特大型齿轮、机床导轨等工件。

6.里氏硬度计（ＧＢ／Ｔ１７３９４－１９９８）

6.1 里氏硬度计原理用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头在距离试样

表面１ｍｍ处的回弹

速度与冲击速度之比计算出的数值就是里氏硬度。里氏硬度计实际上是肖氏硬度计的改进型，它们测定的都是冲击体在试样表面经试样塑性变形消耗能量后的剩余能量。

里氏硬度的计算公式如下：

HL=1000×ν /ν

式中：HL ————里氏硬度符号

ν————球头的冲击速度，m/s；

ν————球头的反弹速度，m/s。

6.2 里氏硬度计特点：里氏硬度计仪器轻巧，测试简便，快速，读数方便，适于检测硬度范围很宽的

金属材料，并且可以从

不同方向进行测试，非常适于在现场对大型工件、组装件进行硬度测试，比肖氏硬度计有了很大的技术进步。

它的缺点是这种试验方法在国际上还没有被普遍接受，迄今还没有被国际标准化组织（ISO）采纳，试验数据在国际上还缺乏来自独立的第三方或国际组织方面的监督与复核。

里氏硬度试验要求试样有一定的质量和厚度，不适于测试小工件。

里氏硬度计主要用于在现场快速测试大型的、组装的、不便移动的、不允许切割试样的工件，用于测试大型模具、大型锻造件、铸造件，可以灵活地测试大型工件不同部位的硬度，它是大型工件硬度测试上非常有效实用的检测手段，在国内有取代肖氏硬度计的趋势。

里氏硬度计不能测试表面硬化工件，通过耦合的办法测试小零件往往是不可靠的，目前有被误导测试小零件的倾向。对于中、小零件应尽量采用国际上通用的静态硬度测试方法。与肖氏硬度试验相同，里氏硬度试验结果的比较也是仅限于弹性模量相同或相近的材料。

7.韦氏硬度计（ＹＳ／Ｔ４２０－２０００ＡＳＴＭＢ６４７－１９９４）

7.1 韦氏硬度计原理一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下压入试样表面，用压针的压入深度

确定材料硬度，定义

0.01mm 的压入深度为一个韦氏硬度单位。韦氏硬度单位表示为HW。

7.2 韦氏硬度计的特点韦氏硬度计是小型便携式仪器，它体积小、重量轻、可单手操作，可快速、方便、

无损地测试材料硬度，

它不必取样，对操作技能要求不高，非常适于在生产现场对材料进行快速硬度检测。

韦氏硬度计的缺点是灵敏度较差，量程较窄，全量程只有 20 个刻度，因此通常一台仪器只能测试 1~2 种金属材料。

7.3 韦氏硬度计的应用韦氏硬度计采用两种不同形状的压针，两种不同的试验力，它们的组合构成三

种不同型号的仪器，分

别用于测试铝合金、软铜、硬铜、超硬铝合金和软钢。韦氏硬度计适于测试具有两个平行面的材料，例如管材、板材和型材，材料厚度最大可达到13mm。

韦氏硬度计非常适于在生产现场对成批产品进行逐件检测，尽管它的灵敏度不高，但是作为生产控制与合格判定仪器已经能够满足要求，正是由于这个原因，韦氏硬度计在铝加工行业得到了相当广泛的应用。

８.巴氏硬度计

８.1 巴氏硬度计的原理一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下，压入试样表面，用压针的

压入深度确定材料硬度，

定义每压入0.0076mm 为一个巴氏硬度单位。巴氏硬度单位表示为HBa。

８.2 巴氏硬度计的特点巴氏硬度计是一种可单手操作的便携式仪器，它体积小，重量轻，可快速、

方便、无损地测试材料硬

度，它不必取样，对操作技能要求不高，非常适于在生产现场和仓库对材料进行快速检验。

巴氏硬度计有 100 个刻度，精度比韦氏硬度计高，它的使用不受材料厚度的限制，可以测试更厚的材料，巴氏硬度计有一个支脚，测量时要使之与压针尖端处于同一水平面内，以保证压针垂直压下，为了垫平这个支脚，在测试小尺寸工件时会有些不便。

8.3 巴氏硬度计的应用巴氏硬度计是韦氏硬度计的良好补充，它主要用于测试铝及铝合金，也可以测试

其他软金属及玻璃钢。

它可测试韦氏硬度计无法测试的超大材料、超厚材料、棒材、大型锻件、铸件、组装件、纯铝及低硬度铝合金。巴氏硬度值可通过查表，换算成布、洛、维、韦等其他硬度

值。

金属材料硬度测试实验

实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406 报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为 注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8 。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm 的压头球。 （2）布氏硬度的特点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。 压痕面积大的一个优点就是它的硬度值能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能，而不会受到个别的组成相和微小相的影响，所以说，布氏硬度试验主要用于测定灰口铸铁，轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度；压痕较大的另外一个优点就是实验的数据稳定，重复性强。 但是压痕面积较大的缺点就是不能再成品上进行试验，布氏硬度的另外一个缺点就是对于不同的材料需要更换不同直径的压头球并且需要改变试验力，压痕直径的测量也会比较麻烦，所以一般不用于自动检测。 （3）布氏硬度的表示方法

水中钙镁离子含量及总硬度的测定

水中钙镁离子含量及总硬度的测定 目的 1、了解水的硬度的测定意义和水硬度常用表示方法。 2、掌握EDTA法测定水中Ca2+、Mg2+含量的原理和方法。 原理 工业中将含有较多钙、镁盐类的水称为硬水，水的硬度是将水中Ca2+、Mg2+的总量折合成CaO或CaCO3来计算。每升水中含1mgCaO定为1度，每升水含10mgCaO称为一个德国度（°）。水的硬度用德国度（°）作为标准来划分时，一般把小于4°的水称为很软水，4°～8°的水称为软水，8°～16°的水称为中硬水，16°～32°的水称为硬水，大于32°的水称为很硬水。 用EDTA进行水的总硬度及Ca2+、Mg2+含量的测定时可先测定Ca2+、Mg2+的总量，再测定Ca2+量，由总量与Ca2+量的差求得Mg2+的含量，并由Ca2+、Mg2+总量求总硬度。 Ca2+、Mg2+总量的测定：用NH3-NH4Cl缓冲溶液调节溶液的PH=10，在此条件下，Ca2+、Mg2+均可被EDTA准确滴定。加入铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴定。在滴定的过程中，将有四种配合物生成即CaY、MgY、MgIn、CaIn，它们的稳定性次序为：CaY﹥MgY﹥MgIn﹥CaIn（略去电荷） 由此可见，当加入铬黑T后，它首先与Mg2+结合，生成红色的配合物MgIn，当滴入EDTA时，首先与之结合的是Ca2+，其次是游离态的Mg2+，最后，EDTA 夺取与铬黑T结合的Mg2+，使指示剂游离出来，溶液的颜色由红色变为蓝色，到达指示终点。设消耗EDTA的体积为V1。 Ca2+含量的测定：用氢氧化钠溶液调节待测水样的PH=12，将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，使其不干扰Ca2+的测定。滴加少量的钙指示剂，溶液中的部分Ca2+立即与之反应生成红色配合物，使溶液呈红色。当滴定开始后，随着EDTA的不断加入，溶液中的Ca2+逐渐被滴定，接近计量点时，游离的Ca2+被滴定完后，EDTA 则夺取与指示剂结合的Ca2+使指示剂游离出来，溶液的颜色由红色变为蓝色，到达指示终点。设滴定中消耗EDTA的体积为V2。 仪器及药品 仪器：50ml酸式滴定管，50ml移液管，250ml锥形瓶，10ml量桶。 药品：10%NaOH溶液,PH=10的缓冲溶液，铬黑T指示剂（将1g铬黑T指示剂与100g分析纯NaCl混合、磨细，装瓶备用），EDTA标准溶液，钙指示剂（1g 钙指示剂与100g分析纯NaCl混合、磨细，装瓶备用）。 内容及步骤 用移液管吸取水样50.00ml于250ml三角瓶中，加5ml PH=10的缓冲溶液，再加少许（约0.1g）铬黑T混合指示剂，用EDTA标准溶液滴定至酒红色变为纯蓝色。记录EDTA用量V1（ml）。重复1～2次。 另取50.00ml水样于250ml锥形瓶中，加入5ml10%NaOH溶液摇匀，加入少许（约0.1g）钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至酒红色变为纯蓝色。记录EDTA 用量V2（ml）。重复1～2次。按下式计算： (EDTA)×V2×M(Ca)×1000 C ρCa(mg/L)= -------------------------- 50.00

水硬度及测定方法

水硬度及测定 水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，随着在受热面上而影响热传导，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)，它与水中的阴离子如碳酸根离子(Co32-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(Cl-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起，形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度，水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度，但由于它们在天然水中的含量很少，可以略去不计。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。 一．锅炉水垢类别： 锅炉的给水和锅水的组成、性质以及生成水垢的具体条件不同，使水垢在成分上有很大的差别。如按其化学组成，水垢可以分为下列几种，其特性和结垢的部位简述如下： 1、碳酸盐水垢碳酸盐水垢的成分以碳酸钙为主，也有少量的碳酸镁。 其特性按其生成条件不同。有坚硬性的硬垢；也有疏松海绵状的软垢。此类水垢具有多孔性。比较容易清除： 它常在锅炉水循环较嘎的部位和给水的进口处结生。 2、硫酸盐水垢硫酸盐水垢的主要成分是硫酸钙。它的特性是特别坚硬和致密。它常沉积在锅炉内温度最高。蒸发率最大的蒸发面上。 3、硅酸盐水垢硅酸盐水垢的主要成分是硬硅钙石(5CaO·5Si0 2·H 2 O)或镁 橄榄石(MgO．SiO 2 》：另一种是软质的硅酸镁。主要成分是蛇纹石 (3MgO·2SiO 2·2H 2 O)：一般二氧化硅的含量都在20％以上。 它的特性是非常坚硬，导热性非常小，它常常容易在锅炉温度高的蒸发面上沉积。 4、混合水垢混合水垢是由钙、镁的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及铁铝氧化物等组成，很难指出其中哪一种是最主要的成分。主要是由于使用不同成分的水质生成的。

金属硬度检测方法

金属硬度检测方法 作者：张凤林 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。 金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。 各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各种试验方法的硬度计的原理、特点与应用。 1.布氏硬度计（GB/T231.1—2002） 1.1布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。 HB =F / S ……………… (1-1) =F / πDh ……………… (1-2) 式中： F ——试验力，N； S ——压痕表面积，mm； D ——球压头直径，mm； h ——压痕深度， mm； d ——压痕直径，mm。 1、2布氏硬度计的特点： 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10 mm直径球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。

总硬度的测定法

一、总硬度的测定——EDTA法 本方法适用于循环冷却水和天然水中总硬度的测定。 1．0 原理 在PH=10时，乙二胺四乙酸二钠（简称EDTA）和水中的钙镁离子生成稳定络合物，指示剂铬黑T也能与钙镁离子生成葡萄酒红色络合物，其稳定性不如EDTA与钙镁离子所生成的红色铬合物，当用EDTA滴定接近终点时，EDTA自铬黑T的葡萄酒红色络合物夺取钙镁离子而使铬黑T指示剂游离，溶液由酒红色变为兰色，即为终点。其反应如下： Mg2++Hlnd2-→Mglnd-+H+ Mglnd-+H2Y2→MgY2+ H++ Hlnd2- Ca2++ Hlnd2-→Calnd-+H+ Calnd-+ H2Y2→CaY2+ H++ Hlnd2- 式中：Hlnd2-—铬黑T指示剂（蓝色）； Mglnd-—镁与铬黑T的络合物（酒红色）； H2Y2—乙二胺四乙酸离子（无色）。 2．0 试剂 2．1 6mol/L盐酸溶液。 2．2 10%氨水：量取440mL氯水，稀释至1000mL。 2．3 1+1三乙醇胺溶液 2．4 铬黑T指示剂 称取0.5g铬黑T和4.5g盐酸羟胺，溶于100mL95%乙醇中，储于棕色瓶中。 2．5 PH=10氨—氯化铵缓冲溶液。 称取54g氯化铵，溶于200mL水中，加350mL氯水，用水稀释1000mL。 2．6 0.01mol/L EDTA标准溶液. 3．0 仪器 3．1 滴定管：25mL酸式。 4．0 分析步骤 4．1 吸取水样50mL，移入250mL锥形瓶中，加入5mL氨—氯化铵缓冲溶液，2—4滴铬黑T指示剂，用0.01mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。5．0分析结果的计算 水样中总硬度含量X（毫克/升，以CaCO3计），按下式计算： X= V×M×100.08 ×1000 V w 式中：V—滴定时EDTA标准溶液消耗体积，毫升； M—EDTA标准溶液浓度，摩尔/升； V w—水样体积，毫升； 100.08—碳酸钙摩尔质量，克/摩尔。 6．0 注释 6．1 若水样中有铁、铝干扰测定时，加1+1三乙醇胺1~3mL加以掩蔽。 6．2 若水样中有少量的锌离子时，取样后可加β—氨基乙硫醇0.5mL加以掩蔽，若锌含量高，可另测锌含量，而后从总硬度中减去。 6．3 若测定中有返色现象，可将水样经中速滤纸干过滤，除去悬浮的碳酸钙。 7．0 允许差 水中总硬度在300mg/L（以CaCO3计）时，平行测定两结果差不大于3.5mg/L。 8．0 结果表示

各种硬度测试方法

二 硬 度 1、硬度试验 1.1硬度（hardness ） 材料抵抗弹性变形、塑性变形、划痕或破裂等一种或多种作用同时发生的能力。 最常用的有：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度、 肖氏硬度等。 1.2布氏硬度试验（Brinell hardness test ） 对一定直径的硬质合金球加规定的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径。布氏硬度与试验力除的压痕表面积的商成正比。 HBW=K · ) (22 2 d D D D F ??π 式中：HBW ——布氏硬度； K ——单位系数 K=0.102； D ——压头直径mm ； F ——试验力N ； D ——压痕直径mm 。 标准块硬度值的表示方法，符号HBW 前为硬度值，符号后按顺序用数字表示球压头直径（mm ），试验力和试验力保持时间（10~15S 可不标注）。如350HBW5/750。表示用直径5mm 的硬质合金球在7.355KN 试验力下保持10~15S 测定的布氏硬度值为350，600HBW1/30/20表示用直径1mm 的硬质合金球在294.2N 试验力下保持20S 测定的布氏硬度值为600。 1.3洛氏硬度试验（Rockwell hardness test ） 在初试验力F 。及总试验力F 先后作用下，将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力F 1，测量在初试验力下的残余压痕深度h 。 HR=N- s h 式中：HR ——洛氏硬度； N ——给定标尺的硬度常数； H ——卸除主试验力后，在初试验力下压痕残留的深度（残余压痕深度）；mm ； S ——给定标尺的单位；mm 。 A 、C 、D 、N 、T 标尺N=100， B 、E 、F 、G 、H 、K 标尺N=130；A 、B 、 C 、 D 、 E 、

如何检测金属硬度的方法

如何检测金属硬度的方法 硬度是固体材料表而抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，它是衡量材料软硬程度的一个指标，抵抗能力越高，硬度值就越高。硬度与材料的化学成分、组织状态、加工处理、工作环境和其机械性能等有关。 硬度值随硬度试验方法的小同，其物理意义也小同。硬度试验根据其测试方法的小同可分为静压法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等)、划痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及显微硬度、iy温硬度等多种方法。一般试验钢铁硬度最普通方法是锉试法:即用锉刀在工件边缘上锉，由其表而)听呈现的擦痕深浅以判定其硬度的iy低，但这种方法检测小准确，故小太科学。而用硬度试验机来检验硬度值比较准确，是现代试验硬度所常用的方法。目前常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法。 布氏硬度(HB) 布氏硬度值是用载荷除以压痕(球形表而积)所得的商以HB [N (kgf/mm2]表示。(摇摆硬度计https://www.wendangku.net/doc/739112011.html, )它是以一定大小的试验载荷、将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表而，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表而压痕直径。一般为:以3000kg的载荷将直径为lOmm的淬硬钢球压入材料表而，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕而积之比值即为布氏硬度值(HB )，单位为kgf/mm2(N/mm2)。布氏硬度(HB)和抗拉强度有一定的近似关系，一般用于较软材料的硬度检测。生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、合金结构钢等毛胚或半成品的硬度，但由于布氏硬度压痕较大，属于有损检测，故小适合测成品和薄片。布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。布氏硬度检测最大限值为HB650,一般当HB>450或者试样过小时，小能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。 洛氏硬度(HRC) 洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。它是用一个顶角120“的金刚石圆锥体或直径为1.58mm ,3.18mm的淬硬钢球，在一定载荷卜压入被测材料表而，以0.002毫米作为一个硬度单位，由压痕的深度求出材料的硬度。洛氏硬度值是一无名数，没有单位。根据试验标尺小同，分二种小同的标度用HRA,HRB,HRC来表示。 HRA:是采用60kg载荷用钻石锥压入器压入求得的硬度，用于硬度极iu的材料(如硬质合金等)。HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC:是采用150kg载荷用钻石锥压入器压入求得的硬度，用于硬度很iu的材料(如淬火钢等)。根据试验材料硬度的小同，二种小同标度的测量范围和应用范围也同。HRC适用范围HRC20 - 67(相当于HB225-650)，若硬度iu于此范围则用HRA检测若硬度低于此范围则用洛氏硬度HRB 检测。一般生产中HR(用得最一泛。 洛氏硬度压痕较小，司一测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度，司一直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。洛氏硬度测量值有局部性，须测数点后求平均值，归于无损检测一类适用成品和薄片。 维氏硬度(HV) 维氏硬度(H均是以120kg以内的载荷和顶角为136“的金刚石方形锥压入器压入材料的表而，用材料压痕(f"1坑的表而积)除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)HV适用于显微镜分析，适合测量极薄试样。在一定条件下，HB与HRC可以查表4.换，其经验公式为HRC=1/10HB实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高塑性变形抗力越高因此，硬度试验是机械性能

水中总硬度的测定方法

水中总硬度的测定方法 1、范围适用于水中总硬度的测定 2、引用标准GB/T 8538—95 3、试剂 3.1 缓冲溶液（pH＝10）：将67.5g氯化铵溶解于300ml蒸馏水中，加氢氧化铵（ρ20＝0.90g/ml）570ml，用纯水稀释至1000ml。 3.2 铬黑T指示剂（0.5%）：称取0.5g铬黑T（C20H12N3NaO7S），溶于100ml三乙醇胺中。 3.3 c（EDTA）＝0.002mol/l 4、分析步骤 吸取50ml水样（若硬度过大可少取水样，用纯水稀释至50ml，若水样硬度过低改用100ml），置于250ml锥形瓶中加入5ml缓冲溶液，5滴铬黑T指示剂，立即用c（EDTA）＝0.002mol/l 滴定至溶液呈纯蓝色为终点。记录消耗量，同时做空白。 5、计算 5.1 锅炉水和自来水（以CaO计） ρ(CaO)= (V1-V0)×c×56×1000 V 5.2 矿泉水（以CaCO3计） ρ(CaCO)= (V1-V0)×c×100.09×1000 V 式中：ρ(CaCO)、ρ(CaO)――水样的硬度，mg/l； V1――滴定中消耗EDTA溶液体积，ml：V0――空白消耗EDTA溶液体积，ml： c ――EDTA标准溶液的浓度，mol/l：V ――所取水样体积，ml。 水中氯化物的测定方法 1. 适用范围适用于矿泉水、纯净水、自来水及炉水的测定。 2. 试剂 2.1 铬酸钾溶液（5％）：称取5克铬酸钾溶于100ml纯水中。 2.2 酚酞指示剂（1％）：称取1克酚酞溶于100ml 95％乙醇中。 2.3 硫酸溶液（0.1mol/L）：吸取6ml浓硫酸加入1000ml纯水中摇匀。

金属材料硬度的测定办法

金属材料硬度的测定方法 1．金属材料的力学性能 金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下表现出来的特性，如强度、塑性、硬度、冲击韧度等。强度是指材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。以屈服强度σs和抗拉强度σb最为常用。塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，常用延伸率(δ)和断面收缩率(ф)作为材料的塑性指标。冲击韧度是指材料抵抗冲击载荷的能力。金属材料韧性的好坏用冲击韧度值衡量。硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。工程上常用的有布氏硬度和洛氏硬度。 图1?布氏硬度试验原理图 (1)布氏硬度布氏硬度试验是用一定的载荷P，将直径为D的淬火钢球，在一定压力作用下，压入被测金属的表面(图1)，保持一定的时间后卸去载荷，以载荷与压痕表面积的比值作为布氏硬度值，用HB表示。HB值愈大，材料愈硬。 用布氏硬度试验测材料的硬度值，其测试数据比较准确，但不能测太薄的试样和硬度较高的材料。 (2)洛氏硬度洛氏硬度试验是用一定的载荷将顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压入被测试样表面，然后根据压痕的深度来确定它的硬度值。 用洛氏硬度计可以测量从软到硬的各种不同材料，这是因为它采用了不同的压头和载荷，组成各种不同的洛氏硬度标度，如HRA、HRB、HRC。 2．硬度测定方法 （1）布氏硬度测定方法。图2为HB－3000布氏硬度计。测定硬度时其基本操作和程序如下： 图2?HB－3000布氏硬度计 1—指示灯2—压头3—工作台4—立柱5—丝杠6—手轮7—载荷砝码8—压紧螺钉9—时间定位器10—加载按钮1）将试样平稳放在工作台上，转动手轮使工作台徐徐上升使试样与压头接触（应注意压头固定是否可靠），到手轮打滑为至,此时初载荷已加上。 2）按下加载按钮，加荷指示灯亮，自动加载并卸载指示灯灭。 3）逆时针转动手轮，使工作台下降，取下试样。 4）用读数放大镜测量压痕直径，测得压痕直径后从表中查出布氏硬度值。 （2）洛氏硬度测定方法。以HRC测试为例（图3a），它是采用顶角为120°金刚石圆锥压头，总载荷为1500N。测试时先加预载荷100N，压头从起始位置0—0到1—1位置，压入试件深度为h1，后加总载荷1500N（实为主载荷1400N 加上预载荷100N），压头位置为2一2，压入深度为h2，停留数秒后，将主载荷1400N卸除，保留预载荷100N。由于被测试件弹性变形恢复，压头略为提高，位置为3—3，实际压入试件深度为h3，因此在主载荷作用下，压头压入试件的深度h=h3一h1。为了便于从硬度计表盘上直接读出硬度值，一是规定表盘上每一小格相当于0．002mm压深，二是将HRC值用HRC=100一的公式表示，从而符合人们的习惯概念，即材料越硬，硬度值（HRC）越高。洛氏硬度试验过程如图3b所示。 图3a?洛氏硬度测定原理示意图 图3b?洛氏硬度测定过程

显微硬度的测定方法

显微硬度的测定方法与设备一．显微硬度的基本概念 “硬度”是指固体材料受到其它物体的力的作用，在其受侵入时所呈现的抵抗弹性变形、塑性变形及破裂的综合能力。这种说法较接近于硬度试验法的本质，适用于机械式的硬度试验法，但仍不适用于电磁或超声波硬度试验法。“硬度”这一术语，并不代表固体材料的一个确定的物理量，而是材料一种重要的机械性能，它不仅取决于所研究的材料本身的性质，而且也决定于测量条件和试验法。因此，各种硬度值之间并不存在着数学上的换算关系，只存在着实验后所得到的对照关系。 “显微硬度”是相对“宏观硬度”而言的一种人为的划分。目前这一概念参照国际标准ISO6507/1-82“金属材料维氏硬度试验”中规定“负荷小于0.2kgf（1.961N）维氏显微硬度试验”及我国国家标准GB4342-84“金属显微维氏硬度试验方法”中规定“显微维氏硬度”负荷范围为“0.01~0.2kgf（98.07×10-3~1.961N）”而确定的。负荷≤0.2kgf（≤1.961N）的静力压入被试验样品的试验称为显微硬度试验。 以实施显微硬度试验为主，负荷在0.01~1kgf（9.907×10-3~9.807N）范围内的硬度计称为显微硬度计。 显微硬度的测试原理是采用一定锥体形状的金刚石压头，施以几克到几百克质量所产生的重力（压力）压入试验材料表面，然后测量其压痕的两对角线长度。由于压痕尺度极小，必须在显微镜中测量。 二．显微硬度试验方法 显微硬度测试采用压入法，压头是一个极小的金刚石锥体，按几何形状分为两种类型，一种是锥面夹角为136?的正方锥体压头，又称维氏（Vickers）压头，另一种是棱面锥体压头，又称努普（knoop）压头。这两种压头分别示于图8-1a和图8-1b中。 图8-1a 维氏压头图8-1b 努氏压头 2.1 维氏（Vickers）硬度试验法 1．维氏压头 二相对棱面间的夹角为136?金刚石正方四棱角锥体，即为维氏压头（图8-1a）。 2．维氏硬度 维氏压头在一定的负荷作用下，垂直压入被测样品的表面产生凹痕，其每单位面积所承受力的大小即为维氏硬度。 维氏硬度计算公式： 式中：Hv—维氏硬度（kgf/mm2）；

硬度总硬度指标检测规程

硬度总硬度指标检测规程1．目的 水的硬度的测定，是水的质量控制的重要指标之一。为了规范化验人员在污水处理厂中的监测方法和操作程序，提高水质监测数据的准确性，特制定本规程。 2．适用范围 本监测规程适用于1水务有限公司。 3．定义、原理及干扰消除 3.1定义 水的硬度，是指沉淀肥皂的程度，主要指水中含有可溶性钙盐和镁盐的多少。目前测定水质中的总硬度的最好方法，就是用配位滴定分析法(EDTA一2Na)滴定，标准规定硬度不超过450mg／1(以CaCO，)。 3.2基本原理 水的硬度的测定可分为水的总硬度的测定和钙镁硬度的测定两种。总硬度的测定是滴定Ca2+，Mg2+离子的总含量，并以Ca2+进行计算.通常以每升水中所含Ca2+离子的毫摩尔数表示，规定1升水中含1mmol Ca2+为1度，后一种是分别测定Ca2+和Mg2+的含量.测定水的总硬度，一般采用配位滴定法.最常用的配位剂是乙二胺四乙酸二钠盐,用Na2H2Y2H2O表示，习惯上称为EDTA，它在溶液中以Y4-的形式与Ca2+，Ma2+离子配位，形成1:1的无色配合物。

即： Ca2+ +Y4 -CaY2- Mg2++Y4-MgY2- 用EDTA 滴定时,必须借助于金属指示剂确定滴定终点.常用 的指示剂为铬黑T ，它在pH=10的缓冲液中,以纯蓝色游离的 HIn2-形式存在与Ca2+、Mg2+离子形成酒红色的配合物，通 式为： M2+ + HIn2-MIn-+ H+ (蓝色) (酒红色) Ca2+、Mg2+离子与EDTA 及铬黑T 形成配合物的稳定性不 同，其稳定性大小的顺序为： CaY2- >MgY2- >MgIn- >CaIn- 3.3干扰及消除 测定时，先用NH3·H2O-NH4Cl 缓冲溶液调节溶液的pH=10 左右。滴定前，当加入指示剂铬黑T 时，它首先与水中少量 的Mg2+配位形成酒红色的配合物，当用EDTA 溶液滴定时， EDTA 便分别与水中游离的Ca2+，Mg2+离子配位，接近终 点时，因MgY2-的稳定性大于MgIn-，故EDTA 夺取MgIn- 中的Mg2+，使铬黑T 游离出来，这时溶液由酒红色变为蓝 色，指示终点到达。根据等物质的量反应规则，根据EDTA 标准溶液的浓度和消耗的体积，可按下式计算水的总硬度： 水的硬度=水样体积v C ×100.09（mg/L ）式中C 为EDTA 的浓度， V 为EDTA 的体积，100.09为CaCO3的质量。 4．仪器

硬度测试方法

1 引言 涂膜硬度是涂膜抵抗诸如碰撞、压陷、擦划等机械力作用的能力；是表示涂膜机械强度的重要性能之一；也是表示涂膜性能优劣的重要指标之一。涂膜硬度与涂料品种及涂膜的固化程度有关。油性漆及醇酸树脂漆的涂膜硬度较低，其它合成树脂漆的硬度较高。涂膜的固化程度直接影响涂膜的硬度，只有完全固化的涂膜，才具有其特定的最高硬度，在涂膜干燥过程中，涂膜硬度是干燥时间的函数，随着时间的延长，硬度由小到大，直至达到最高值。在采用固化剂固化的涂料中，固化剂的用量影响涂膜硬度，一般情况下提高固化剂的配比，使涂膜硬度增加，但固化剂过量则使涂膜柔韧性、耐冲击性等性能下降。一些自干型涂料，以适当的温度烘干，在一定程度上能提高涂膜硬度。涂膜硬度是涂料、涂装的重要指标，大多数情况下属于必须检测的项目。 2 铅笔硬度测定法 铅笔硬度法是采用已知硬度标号的铅笔刮划涂膜，以能够穿透涂膜到达底材的铅笔硬度来表示涂膜硬度的测定方法。国家标准GB/T 6739—1996《涂膜硬度铅笔测定法》规定了手动法和试验机法2 种方法，该标准等效采用日本工业标准JIS K5400-90-8.4《涂料一般试验方法———铅笔刮划值》。标准规定采用中华牌高级绘图铅笔，其硬度为9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B 共16 个等级，9H 最硬，6B 最软。测试用铅笔用削笔刀削去木质部分至露出笔芯约3 mm，不能削伤笔芯，然后将铅笔芯垂直于400# 水砂纸上画圆圈，将铅笔芯磨成平面、边缘锐利为止。试板为马口铁板或薄钢板，尺寸为50 mm×120mm×（0.2 ～0.3）mm 或70 mm×150 mm×（0.45 ～0.80）mm，按规定方法制备涂膜。

金属硬度检测的试验方法

摘要 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。 关键词：硬度；物理量；试验方法；力学性能

Abstract

第1章引言 (5) 1.1金属材料硬度的定义 (5) 1.2硬度试验的作用和特点 (5) 1.3常用硬度试验方法的分类 (6) 第二章金属材料硬度的检测方法 (8) 2.1 洛氏硬度检测方法 (8) 2.1.1原理 (8) 2.1.2符号和计算公式 (8) 2.1.3检测过程及其示意图 (9) 2.1.4洛氏硬度标尺及技术参数 (12) 2.1.5标尺的应用原则 (12) 2.1.6应用围及其特点 (13) 2.1.7检测及注意事项 (13) 2.2布氏硬度检测方法 (18) 2.2.1原理 (18) 2.2.2计算公式 (18) 2.2.3相似原理及其应用 (19) 2.2.4 K值于K常数的选用 (20) 2.2.5应用围及其优缺点 (21) 2.2.6检测方法和技术条件 (21) 2.3维氏硬度检测方法 (24) 2.3.1原理 (24) 2.3.2围、符号和说明 (24) 2.3.3 计算公式 (25) 2.3.4相似原理 (26) 2.3.5应用及其特点 (27) 2.3.6检测方法和注意事项 (28) 2.3.7试样最小厚度于检测力间关系 (29) 第三章方法选用和硬度要求 (30) 3.1硬度检测方法的选用 (30) 第四章金属硬度检测技术现状及其展望 (34) 4.1硬度计发展现状 (34) 4.2现代硬度计量测试的发展趋势 (35)

工业用水总硬度的测定

实验六工业用水总硬度的测定 一、实验目的 1 、学习EDTA 标准溶液的配制和标定方法。 2 、掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点。 3 、掌握EDTA 测定水硬度的原理和方法。 二、实验原理 1、水的硬度的含义 锅垢的形成是水中钙、镁的碳酸盐、酸式碳酸盐、硫酸盐、氯化物所导致的。水中钙、镁盐等的含量用“硬度”表示，其中Ca2+、Mg2+含量是计算硬度的主要指标。 水的总硬度包括暂时硬度和永久硬度。在水中以碳酸盐及酸式碳酸盐形式存在的钙、镁盐，加热能被分解，析出沉淀而除去，这类盐所形成的硬度称为暂时硬度。而钙、镁的硫酸盐或氯化物等所形成的硬度加热不能除去称为永久硬度。 2、测定水的硬度方法 硬度是工业用水的重要指标，它为水的处理提供依据。测定水的总硬度就是测定水中Ca2+、Mg2+的总含量，一般常用配位滴定法。即在pH=10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T 作指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定，直至溶液由酒红色转变为纯蓝色为终点。滴定时，水中存在的少量Fe3+、Al3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽，Cu2+、Pb2+等重金属离子可用KCN、Na2S来掩蔽 3、水的硬度的表示方法： 测定结果的钙、镁离子总量常以CaCO3的量来计算水的硬度。 1）、我国通常以含CaCO3的质量浓度ρ表示硬度，单位取mg·L-1。 2）、也有用CaCO3的物质的量浓度来表示的，单位取m mol·L-1。 3）、还有以度（°）表示的：即1升水中含有10mgCaO称为1°.

平时我们常提到的软水和硬水就是用（°）来衡量水的硬度的程度的。硬度小于5.6° 的水，一般可称为软水，生活饮用水要求硬度小于25°，工业用水则要求为软水，否则易在容器、管道表面形成水垢，造成危害。 三、水的硬度的测定过程 （1）、所需试剂： 1）、0.02molL -1 DETA 溶液 （Na 2H 2y ·2H 2O 的摩尔质量为372.26） 配制：4g Na 2H 2y ·2H 2O 置于250ml 烧杯中，加约50ml 高纯水，微热溶解后，稀释到 500ml ，转入试剂瓶中，摇匀。 标定：标定用的基准试剂为CaCO 3 用减量法准确称取CaCO 30.5 ~ 0.6g 于100ml 烧杯中，用1∶1 HCl 溶液加热 溶解,待冷却后转入250ml 容量瓶中,用高纯水稀释到刻度,摇匀即可。 用移液管移取25.00ml 上述Ca 2+标准溶液于250ml 锥形瓶中，加约50ml 高纯水，加 5ml 20％ NaOH(现用现配)溶液,并加5滴钙指示剂,用EDTA 溶液滴定至溶液由酒红色恰 变为纯蓝色,记下所消耗的EDTA 溶液体积,计算EDTA 溶液的准确浓度,公式如下: C EDTA =EDTA 33 CaCO V 10m ?CaCO M （M CaCO3=100.1） 平衡标定三份，EDTA 的标准浓度 C EDTA =3321EDTA EDTA EDTA C C C ++ 2)CaCO 3固体试剂(基准试剂,110℃下干燥后装入称量瓶放在干燥器中). 3)1﹕1 HCl 溶液 4)20％NaOH 溶液（现用现配） 5）钙指示剂.（称取0.5g 钙指示剂，加20ml 三乙醇胺，加水稀释至100ml ）（或与 NaCl 配成质量比为1∶100的固体混合物） 6）铬黑T 指示剂（配制方法同钙指示剂）（必要时加4.5g 盐酸羟胺防氧化变质）

涂层硬度检测方法

为什么要测量涂层硬度涂层硬度也就是常说的漆膜硬度、覆层硬度。对于涂层硬度的定义过去在涂料工业中产生过一些误解。大多数涂料具有粘弹性因此在某种程度上会产生下陷。因此DIN55945对涂层硬度定义如下：涂层硬度是涂料对机械力如压力、摩擦及刮划的抵抗能力。 在实际应用中，使用三种不同的试验方法： 摆干涂层硬度 一按照由konig及Persoz所描述的标准 压痕涂层硬度 一布氏压痕涂层硬度仪 划痕涂层硬度 DUR-O-Test涂层硬度测试仪 铅笔涂层硬度 北京时代山峰科技有限公司提供实时不同涂层硬度试验所需的仪器。 摆杆涂层硬度介绍 此方法通过测量摆杆摆动的衰减时间来评价涂层硬度。摆杆由两个不锈钢的小球支撑在涂料表面。摆杆的振荡时间、振幅和几何尺寸之间存在的物理关系。涂料的粘弹性决定了涂料的涂层硬度。 当摆杆置于运动时，球在表面来回滚动并在涂料表面施加压力。根据涂料的弹性，振荡会较强或会较弱。如果没有弹性，摆杆振动会较强。高弹性的表面会导致衰减加快。测试以两种类型的摆杆为标准： Konig Persoz 重量 200g±0.2 500g±0.1 球直径 5mm（0.2in） 8mm（0.3in） 偏转开始6° 12° 偏转结束3° 4° 振动周期 1.4秒 1秒 在玻璃板上的摆动时间250±10秒 430±10秒

划痕涂层硬度介绍这是在涂装产品上作快速评价的一种理想的方法。测量结果无法与其他任何一种涂层硬度测量方法相关联。 划痕试验可用金属针（DUR-O-Test）或铅笔进行。不同涂层硬度等级的铅笔在涂层表面划过以决定哪一支铅笔造成压痕。这种方法只适合于较平滑的表面。 布氏压痕涂层硬度仪介绍 此种方法适用于测量具塑性变形行为的涂料。对于具弹性变形行为的涂料不应使用该方法进行评价，因为当移去仪器后，弹性涂料会显示很小或没有压痕。 仪器有一个双锥面模块，将它放置在涂料上30秒后。使用精密显微镜观察压痕，然后

硬度检验方法和规范

硬度检验方法和规范 通常是根据金属零件工作时所承受的载荷，计算出金属零件上的应力分布，考虑安全系数，提出对材料的强度要求，以强度要求，以强度与硬度的对应关系，确定零件热处理后应具有大硬度值。为此，硬度时金属零件热处理最重要的质量检验指标，不少零件还时唯一的技术要求。 1、常用硬度检验方法的标准如下： GB230 金属洛氏硬度试验方法GB231 金属布氏硬度试验方法GB1818 金属表面洛氏硬度试验方法GB4340 金属维氏硬度试验方法GB4342 金属显微维氏硬度试验方法GB5030 金属小负荷维氏试验方法 2、待检件选取与检验原则如下： 为保证零件热处理后达到其图纸技术（或工艺）要求，待检件选取应有代表性，通常从热处理后的零件中选取，能反映零件的工作部位或零件的工作部位硬度的其他部位，对每一个待检件的正时试验点数一般应不少于3个点。 通常连续式加热炉（如网带炉）:应在连续生产的网带淬火入回火炉前、回火后入料框前的网带上抽检3－5件/时。且及时作检验记录。 同时，若发现硬度超差，应及时作检验记录。同时，若发现硬度越差，应及时进行工艺参数调整，且将前1小时段的零件进行隔离处理(如返工、检)。 通常期式加炉（如井式炉、箱式炉）：应在淬火后、回火后均从料框的上、中、下部位抽检6－9件/炉，且及时作检验记录。 同时，若发现硬度超差，应及时进行工艺参数调整，且将该炉次的零件进行隔离处理（如返工、逐检）。 通常感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度调整，经首件（或批）感应淬火合格后方可生产，且及时作检验记录。 3、硬度测量方法： 3.1各种硬度测量的试验条件，见下表1：

（2）若确定的硬度试验方法有几种试验力可供选择时，应选用试验条件允许的最大试验力。 4、检验设备与人员： 4.1所有硬度计及标准硬度试块均应在计量部门检定的有效期内使用，不允许在无检定合格证书或超过检定的有效期使用。 4.2应设立专职检验人员，且经正规培训与考核，具有正式的资格证书；生产线的操作人员检验，应经一定培训，在专职检验人员的认可或指导下进行。 5、测量数据的表示与记录：

(完整版)显微硬度的测定方法.

显微硬度的测定方法与设备 一．显微硬度的基本概念 “硬度”是指固体材料受到其它物体的力的作用，在其受侵入时所呈现的抵抗弹性变形、塑性变形及破裂的综合能力。这种说法较接近于硬度试验法的本质，适用于机械式的硬度试验法，但仍不适用于电磁或超声波硬度试验法。“硬度”这一术语，并不代表固体材料的一个确定的物理量，而是材料一种重要的机械性能，它不仅取决于所研究的材料本身的性质，而且也决定于测量条件和试验法。因此，各种硬度值之间并不存在着数学上的换算关系，只存在着实验后所得到的对照关系。 “显微硬度”是相对“宏观硬度”而言的一种人为的划分。目前这一概念参照国际标准ISO6507/1-82“金属材料维氏硬度试验”中规定“负荷小于0.2kgf（1.961N）维氏显微硬度试验”及我国国家标准GB4342-84“金属显微维氏硬度试验方法”中规定“显微维氏硬度”负荷范围为“0.01~0.2kgf（98.07×10-3~1.961N）”而确定的。负荷≤0.2kgf（≤1.961N）的静力压入被试验样品的试验称为显微硬度试验。 以实施显微硬度试验为主，负荷在0.01~1kgf（9.907×10-3~9.807N）范围内的硬度计称为显微硬度计。 显微硬度的测试原理是采用一定锥体形状的金刚石压头，施以几克到几百克质量所产生的重力（压力）压入试验材料表面，然后测量其压痕的两对角线长度。由于压痕尺度极小，必须在显微镜中测量。 二．显微硬度试验方法 显微硬度测试采用压入法，压头是一个极小的金刚石锥体，按几何形状分为两种类型，一种是锥面夹角为136?的正方锥体压头，又称维氏（Vickers）压头，另一种是棱面锥体压头，又称努普（knoop）压头。这两种压头分别示于图8-1a和图8-1b中。 图8-1a 维氏压头图8-1b 努氏压头

水质硬度检测方法

创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 实验七、水的硬度的测定 一、实验目的 1、了解永久硬度和暂时硬度，并会用2CaCO 3 表示水硬度。 永久硬度：MgSO 4 CaSO 4 MgCl 2 CaCl 2 暂时硬度：Ca（HCO 3）→2CaCO3 ↓+H 2 O+CO 2 ↑ 解决：水处理→水硬度分析→锅炉给水 2、掌握水硬度的测定方法→配位滴定的原理和方法 3、钙指示剂的应用 4、掌握水硬度的表示方法 二、实验原理 1、指示剂指示原理 1）铬黑T（EBT）+ Me（Ca2+，Mg2+）Me-EBT 蓝色大量Me+Y 紫红色 ↓计量点↓Y C终点 MeY MeY+EBT 蓝色 也可用K-B（铬蓝K—萘酚绿：B混合指示剂） 终点由紫红色→蓝绿色 钠盐：H2In-HIn2—In3- 酒红色蓝色酒红色 CaIn →In3-+ CaY 红蓝 铬黑T做指示剂滴定总硬度时，Fe3+、Al3+等会封闭指示剂（加三乙醇胺掩蔽；或KCN掩蔽Cu2+、Co2+、Ni2+）

2）钙指示剂 钙指示剂 2-羟基-1（2-羟基-4磺酸-1-萘-3-萘甲酸） 紫黑色粉末（固体试剂和氯化钠粉末混合后作） 2、配位滴定原理 C Y × V Y = C M × V M ↓ ↓ ↓ ↓ 已标准液 准确量取 求出 准确量出 三、 实验步骤 1、 EDTA 标定 25.00mL CaCO 3标液+20mL 氨性缓冲容液 2-3d.K —B 指示剂 用0.02moL/L EDTA 紫红色→ 蓝绿色 2、 硬度的测定 PH=10的氨性缓冲溶液 250mL 瓶 用0.01moL/L EDTA 标准溶液滴定 （平均三次） 终点：红色→ 纯蓝色 总硬度表示：W （CaCO 3）mg/L 3、钙硬度的测定 创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者： 凤呜大王*