SANKO山高研究所 硬度计的原理

各类硬度计的测量原理如下：

1. 布氏硬度试验

将球形压头压在样品上 10-15 秒，根据试验载荷 F (N)、压头直径 D (mm) 和压痕直径 d (mm) 计算表面积 S (mm²) ，并确定硬度。

   布氏硬度 (HBS)

= 0.102 × (试验载荷 F / 压痕表面积 S)

= (0.102 × 2F) / [πD(D-{(D² -d² ) } 0.5 ] JIS

Z 2243 规定应使用硬质合金球作为压头。

2. 维氏硬度测量

采用面角为136°的金刚石方形锥体压头压在样品上，根据试验载荷F (N)和压痕对角线长度d (mm)计算压痕面积S (mm²)，从而确定硬度。维

   氏硬度(HV)

= 试验载荷F / 压痕面积S

= 2Fsin68°/d² = 1.854 F/d² 。

该试验方法符合ISO 6507和JIS Z 2244标准。

3. 洛氏硬度测量

该方法通过将金刚石压头压在试样上并测量压痕深度来计算硬度。它分为几种类型，包括HRC（硬度降低对应法）、

HRA（硬度降低仲裁法，用于以较小的力测量薄板）和HRB（硬度降低对应法，使用钢球代替金刚石压头）。

必须选择合适的载荷，使压痕深度不超过试样厚度的1/10。该测量方法由JIS Z 2245标准规定。

4. 努氏硬度测量

努氏硬度 (HK) 的计算方法是：将一个对角分别为 172°30′ 和 130° 的金刚石方形棱锥压头压在样品上，

然后根据试验载荷 F (N) 和压痕对角线长度 d (mm) 确定表面积 S (mm²) 。测试采用与维氏硬度测量相同的试验机。

   努氏硬度 (HK) = 14229F/ d²

测量方法按照 JIS Z 2251 规定。