硬質合金硬度的測試方法

硬度（Hardness或Stiffness）是指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。普通硬質合金的硬度一般爲86～93HRA（相當于69～81HRC），較高的硬度，也使得合金廣泛應用于刀具、礦山開采工具和模具等領域中。常見的硬度測試方法有以下幾種：

一、洛氏硬度

是美國的S．P．洛克韋爾于1919年提出的，記爲HR。洛氏硬度所采用的壓頭是錐角爲120°的金剛石圓錐或直徑爲1/16英寸的鋼球，幷用壓痕深度作爲標定硬度值的依據。測量時，總載荷分初載荷和主載荷兩次施加，初載荷一般選用10千克力，加至總載荷後卸去主載荷，幷以這時的壓痕深度來衡量材料的硬度。HR=(k-h)/0.02，式中h表示塑性變形壓痕深度（毫米）；k是規定的常量；分母中的0.002（毫米）是每洛氏硬度單位對應的壓痕深度。

爲了適應極寬闊的測量範圍，可采用改變載荷和更換壓頭兩種辦法。不同的載荷和壓頭組成不同的洛氏硬度標尺，常用的標尺有A、B、C三種。標尺A用于鎢、硬質合金及其他硬材料，還用于淬硬的薄鋼帶。

洛氏硬度試驗采用三種試驗力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應于洛氏硬度的9個標尺。最常用標尺是HRC、HRA、HRB和HRF，其中HRC標尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調質鋼和部分不銹鋼。HRA標尺一般用于測試硬質合金和薄硬鋼帶材料。

由美國標準ASTME140可以獲得以下換算關係：27HRA≈30HRB；60HRA≈100HRB≈20HRC；85.6HRA≈68HRC。

該方法特點：測量迅速簡便，效率高；試驗力小，壓痕小；可測定各種材料的硬度；可測定較薄工件的硬度；可測成品；測量精度低，需要多次測量取平均值。

二、布氏硬度

是瑞典工程師J．A．布裏涅耳于1900年提出的，記爲HB，適合測量灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料，適用于原料及半成品硬度測量。布氏硬度的測量方法是用規定大小的載荷，把鋼球壓入被測材料表面，持續規定的時間後卸載，用載荷值和壓痕面積（平方毫米）之比定義硬度值。例如，150HBW10/1000/30表示壓頭直徑爲10mm的硬質合金球，在1000kgf試驗力的作用下，保持30s時測得的布氏硬度值爲150。

該方法特點： 試驗力大，壓痕大，準確性高；測量效率低；不宜測量太小或太薄的試樣；不宜測高硬度材料；不宜測成品。

三、維氏硬度

是英國史密斯和塞德蘭德于1925年提出的，記爲HV，比布氏、洛氏硬度試驗測量範圍更寬，從較軟材料到超硬材料，幾乎涵蓋各種材料。

維氏硬度的測定原理基本上和布氏硬度相同，也是根據壓痕單位面積上的載荷來計算硬度值。試驗時，在一定載荷的作用下，試樣表面上壓出一個四方錐形的壓痕，測量壓痕對角綫長度，除以計算壓痕的表面積，載荷除以表面積的數值就是試樣的硬度值。

不同的測試方法有不同的硬度標準。各種硬度標準的力學含義不同，所以相互不能直接換算，但可通過試驗加以對比。

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