在材料科學(xué)與工業(yè)制造領(lǐng)域,硬度計(jì)是一類極為關(guān)鍵的檢測(cè)儀器,用于精準(zhǔn)測(cè)量材料的硬度。它的工作原理基于不同的測(cè)量方法,其中的是壓入法。
壓入法硬度計(jì)通過在材料表面施加一定載荷,使特定形狀的壓頭壓入材料,隨后依據(jù)壓痕的相關(guān)參數(shù)計(jì)算材料硬度值。常見的有布氏硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)和維氏硬度計(jì)。布氏硬度計(jì)(HB)使用球形壓頭,在一定載荷下壓入材料表面,通過測(cè)量壓痕直徑,以載荷與壓痕表面積的比值計(jì)算硬度值,適用于較軟或中等硬度材料,如鋁、銅、鑄鐵等,其壓痕較大,受材料表面粗糙度影響小 ,適合粗晶粒或非均勻材料檢測(cè)。洛氏硬度計(jì)(HR)采用金剛石圓錐或球形壓頭,分兩次施加試驗(yàn)力,通過測(cè)量壓痕深度差值確定硬度值,操作簡(jiǎn)便、測(cè)量速度快,有多種標(biāo)尺(HRA、HRB、HRC 等),可測(cè)不同硬度材料,壓痕小,對(duì)樣品表面損傷小,常用于金屬加工、熱處理行業(yè)以及小型工件檢測(cè)。維氏硬度計(jì)(HV)利用金剛石正四棱錐壓頭,測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度,以載荷與壓痕表面積的比值計(jì)算硬度值,測(cè)量精度高,適用于極薄或極硬材料,可測(cè)量微小區(qū)域,常用于涂層、鍍層或表面硬化層的硬度檢測(cè),也適用于各種形狀樣品,包括有弧度的樣品(配合V型試臺(tái))。
除壓入法外,還有劃痕法硬度計(jì),通過測(cè)量劃痕寬度或深度評(píng)估材料硬度,如莫氏硬度計(jì)主要用于礦物硬度定性測(cè)量;回彈法硬度計(jì),通過測(cè)量沖擊體回彈高度評(píng)估硬度,像肖氏硬度計(jì)常用于橡膠、塑料等非金屬材料硬度測(cè)量;以及利用超聲波在材料中傳播特性評(píng)估硬度的超聲波硬度計(jì),適用于薄壁材料或表面硬化層硬度測(cè)量。
硬度計(jì)在材料研究與開發(fā)、質(zhì)量控制、機(jī)械零件檢測(cè)、表面處理工藝評(píng)估以及非金屬材料檢測(cè)等眾多領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用,是確保產(chǎn)品質(zhì)量與性能的重要保障。