硬质合金硬度的测试方法

硬度（Hardness或Stiffness）是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。普通硬质合金的硬度一般为86～93HRA（相当于69～81HRC），较高的硬度，也使得合金广泛应用于刀具、矿山开采工具和模具等领域中。常见的硬度测试方法有以下几种：

一、洛氏硬度

是美国的S．P．洛克韦尔于1919年提出的，记为HR。洛氏硬度所采用的压头是锥角为120°的金刚石圆锥或直径为1/16英寸的钢球，并用压痕深度作为标定硬度值的依据。测量时，总载荷分初载荷和主载荷两次施加，初载荷一般选用10千克力，加至总载荷后卸去主载荷，幷以这时的压痕深度来衡量材料的硬度。HR=(k-h)/0.02，式中h表示塑性变形压痕深度（毫米）；k是规定的常量；分母中的0.002（毫米）是每洛氏硬度单位对应的压痕深度。

为了适应极宽阔的测量范围，可采用改变载荷和更换压头两种办法。不同的载荷和压头组成不同的洛氏硬度标尺，常用的标尺有A、B、C三种。标尺A用于钨、硬质合金及其他硬材料，还用于淬硬的薄钢带。

洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9种组合，对应于洛氏硬度的9个标尺。最常用标尺是HRC、HRA、HRB和HRF，其中HRC标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。HRA标尺一般用于测试硬质合金和薄硬钢带材料。

由美国标准ASTME140可以获得以下换算关系：27HRA≈30HRB；60HRA≈100HRB≈20HRC；85.6HRA≈68HRC。

该方法特点：测量迅速简便，效率高；试验力小，压痕小；可测定各种材料的硬度；可测定较薄工件的硬度；可测成品；测量精度低，需要多次测量取平均值。

二、布氏硬度

是瑞典工程师J．A．布里涅耳于1900年提出的，记为HB，适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料，适用于原料及半成品硬度测量。布氏硬度的测量方法是用规定大小的载荷，把钢球压入被测材料表面，持续规定的时间后卸载，用载荷值和压痕面积（平方毫米）之比定义硬度值。例如，150HBW10/1000/30表示压头直径为10mm的硬质合金球，在1000kgf试验力的作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为150。

该方法特点： 试验力大，压痕大，准确性高；测量效率低；不宜测量太小或太薄的试样；不宜测高硬度材料；不宜测成品。

三、维氏硬度

是英国史密斯和塞德兰德于1925年提出的，记为HV，比布氏、洛氏硬度试验测量范围更宽，从较软材料到超硬材料，几乎涵盖各种材料。

维氏硬度的测定原理基本上和布氏硬度相同，也是根据压痕单位面积上的载荷来计算硬度值。试验时，在一定载荷的作用下，试样表面上压出一个四方锥形的压痕，测量压痕对角线长度，除以计算压痕的表面积，载荷除以表面积的数值就是试样的硬度值。

不同的测试方法有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同，所以相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。

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