硬度計的選購
.硬度計的選購：
1. 硬度計的分類：
按試驗方法分：布氏、洛氏、維氏、肖氏硬度等。
按試驗條件分：常溫、高溫、低溫硬度。
按負荷施加分：靜力硬度試驗、動力硬度試驗。
按安置方式分：臺式、便攜式……等等幾十種分類方法。
其中臺式靜態施加負荷方式的硬度計是*常用的，也是測試精度*高的。我公司生產的硬度計產品（除HB-2錘擊式布氏硬度計）都屬于這種類型的產品。
布氏系列：HB-3000系列電子布氏硬度計。DHB-3000A型電子布氏硬度計（顯示用數碼管）、DHB-3000型（小液屏，不用查表）和XHB-3000型數顯布氏硬度計，明年初我們還將推出XHB-3000Z型自動轉塔數顯布氏硬度計。
洛氏系列：HR-150A型手動洛氏硬度計、HR-150DT型電動洛氏硬度計、HRM-45型電動表面洛氏硬度計、HRS-150型數顯洛氏硬度計、HRMS-45型數顯表面洛氏硬度計和HRSS-150型數顯雙洛氏硬度計、HBRVU-187.5型布洛維光學硬度計、HD9-45型光學表面洛氏硬度計和XHR-150塑料洛氏硬度計。這些品種我們將根據銷售商的反饋在明年投入部分適合市場的產品。
維氏系列：HV-1000顯微硬度計和HVS-1000數顯顯微硬度計二個系列。HV-1000有HV-1000型（不用查表，有對照表）、HV-1000A型（4：1手搖機構）、HV-1000Z型（自動轉塔）和-HV-1000AZ型（手搖，自動轉塔）。HVS-1000有HVS-1000型數顯顯維硬度計、HVS-1000P型數顯顯維硬度計（帶打印機）、HVS-1000Z型自動轉塔數顯顯維硬度計。明年我們將推出HV-5型小負荷維氏硬度計、HVS-10型數顯小負荷硬度計、HV-30型維氏硬度計、HVS-50型數顯維氏硬度計和HVS-5、HVS-10、HVS-30、HVS-50型數顯維氏硬度計。
還有二種測量裝置，DM-2008型視屏測量裝置、壓痕自動測量裝置。這二種測量裝置可在所有維氏系列硬度計中都能使用。
2. 硬度計的適用范圍和性能：
2.1.布氏系列：
布氏硬度計的應用比較廣泛，它能對金屬原材料、正火、調質和淬火件進行硬度測試。由于布氏硬度計的試驗力和鋼球壓頭都較大，壓痕也大，故特別設合鑄件、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料的硬度測定，它能測出較大范圍內金屬各組成部分的綜合性能，而不受個別組織的影響，是硬度試驗中很**的一種試驗法。所以它對企業、大專院校和科研單位都非常適用。DHB-3000型電子布氏硬度計是DHB-3000A型電子布氏硬度計（數碼管）升級換代的產品，它采用混合式步進電機、高品質的細分電路和傳感技術以及由CPU全過程控制的閉環系統，而且采用小液屏動態顯示整個試驗過程。在上個世紀九十年代我們開發的DHB-3000A型電子布氏硬度計代表了國內外同類產品的先進水平，在世界上是開創，而且獲得上海博覽會金獎。隨著市場認可度的提高，我們的產品也開始被國內外同行企業仿造，今年初開發成功的XHB-3000型數顯電子布氏硬度計繼續保持**的地位，在目前國內外的布氏硬度計中都是匯編語言編程，只有我們的硬度計是C++語言編程，而且是雙核控制系統。*近我們委托有關權威部門采用*先進的儀器進行了動態測試，結論是它的穩定性遠遠超出了國內外同類產品水平。它有十級負荷（62.5、100、125、187.5、250、500、750、1000、1500、3000）Kgf，可在面板上輕松地選擇你所需要的負荷，可操作性好、可靠性強、精度高是它的特點。但是布氏硬度的壓痕較大，不適合薄片和小零件的測試（薄片要擊穿，小零件會留下較大的壓痕。隨著新材料新工藝的不斷發展和**，現在我們已為一些客戶定做過*大試驗力1Kgf的布氏硬度計，這與顯微鏡的放大倍率有關）。
布氏硬度測試的范圍為8~650HBW。這個范圍問題我在這里解釋一下，這是國家標準HBW布氏硬度的范圍，并不是每**負荷的試驗都能達到這個范圍。譬如說你選擇3000Kgf、10mm鋼球時，當壓痕的平均直徑為2.40mm這時的布氏硬度是653HBW；把試驗力改為1000Kgf，鋼球和壓痕平均直徑不變這時的布氏硬度是218HBW，而且負荷為1000Kgf時它無法測到650HBW的布氏硬度。這是一個問題，**個問題是試驗力和鋼球直徑的匹配，首先在試驗力的選擇時必須使壓痕直徑在0.24D＜d＜0.6D的范圍內。壓痕超過此范圍的我們都認為無效。這里的無效是指不符合試驗法，即在發生質量糾紛時，它不能作為法律依據。附表一
從表一中我們可以看到F/D2這一類的數據30、15、10、5、2.5、1.25、1，這是在選擇試驗力和壓頭大小時的比值系數。下面有一個附表二可供參考。
表二
材料 | 布氏硬度 | 0.102F/D2 |
鋼 |
| 30 |
鑄鐵 | <140 | 10 |
≥140 | 30 | |
銅和銅合金 | <35 | 5 |
35~130 | 10 | |
>130 | 30 | |
輕金屬及其合金 | 35 | 2.5 |
35~80 | 5,10 | |
>80 | 10 |
第三個問題是讀數顯維鏡的使用。讀數顯微鏡放大倍率為20X,視場直徑8mm,有效測量范圍6mm。它的外形結構示意圖（圖一）
讀數顯維鏡的技術參數：
| 目鏡分劃尺刻度數 | 測微鼓輪*小讀數 | 測量精度 |
1mm | 8mm | 0.005mm | 0.005mm |
讀數顯維鏡的使用方法：
將讀數顯微鏡置于硬度塊或試件上，在長鏡筒的缺口處用自然光或燈光照明。在視場中同時看清分劃板上的字和刻線及試件上的壓痕，如感覺壓痕不清晰，
可轉動目鏡調節套調至壓痕輪廓清晰即可。硬度塊或試件上的壓痕同時清晰，這在出廠時已調整好。
進行測量時，先轉動讀數鼓輪，在讀數鼓輪的圓周上刻有從0-90的數字和100格線條，每一小格為0.005mm,轉動鼓輪一圈為0.5mm。鼓輪刻線見圖二。目鏡內有二塊分劃板，在固定分劃板上刻有從0-8的數字，每一個數字間隔為1mm（分劃板刻線見圖三），在移動分劃板上刻有用于測量的黑色刻線。當鼓輪開始轉動后，刻有黑線的分劃板開始移動，這時既可對壓痕進行測量。測量時先將刻線的內側與壓痕直徑一邊相切，記錄測得的數據，然后再轉動鼓輪，移動刻線到壓痕直徑的另一邊，同樣，用刻線的內側與壓痕直徑相切，再記錄測得的數據，把二個數據相減即為壓痕直徑的長度。用同樣的方法轉動900測量另一個方向壓痕的直徑，兩個直徑的算術平均值查表可得其硬度值。
布氏硬度的標記有規定的書寫方法，如218HBW10/3000，HBW表示布氏硬度試驗使用硬質合金鋼球壓頭；10表示使用10mm鋼球壓頭；3000表示其試驗力為3000Kgf；218表示在這一系列條件下試驗所得的硬度為218HB。
測試舉例：將一打好布氏硬度壓痕的硬度塊或試件放在平穩的臺面上，把讀數顯微鏡放在硬度塊或試件上，在視場中可見一被放大的布氏壓痕。轉動鼓輪將刻線移動到“0”位即對零，如有少量的誤差可記在心里（在以后的讀數中扣除或增加，因每人的測量習慣和觀察的角度不同會引起這誤差），繼續轉動鼓輪使刻線的內側與壓痕的一邊相切，得一讀數為2.971mm（2.971mm是鼓輪轉動5圈，在鼓輪上的格數是94.2格，0.2格是估讀數，這樣總格數是594.2格，0.005×594.2=2.971mm），然后再轉動鼓輪，使刻線的內側與壓痕另一邊相切（注意：在轉動過程中，硬度塊或試件與讀數顯微鏡必須保持一致），又得一讀數為4.000mm,則壓痕直經為二次讀數之差,即4.000-2.970=1.029（mm），見圖四。將讀數顯微鏡旋轉900，在壓痕垂直的方向按上述方法測量，可得另一直徑為1.031mm，兩次壓痕直徑讀數的算術平均值既為直徑的長度（1.029+1.031）÷2=1.030mm。如選擇612.9N（62.5Kgf）的試驗力,φ2.5mm的球壓頭，在對照表中查到壓痕直徑為1.030mm這一欄時的硬度為71.7HBW。
讀數顯微鏡的保養：
a. 讀數顯微鏡的精度在出廠時已調整好，不允許自行拆裝，由此而影響該顯微鏡的讀數精度由客戶負責。
b. 讀數顯微鏡存放和使用時，應避免灰塵，潮濕和有腐蝕性氣體的環境中。
c. 如讀數顯微鏡透鏡表面有臟物應用柔軟的脫脂棉、擦鏡紙拭擦，碰到油漬污染時，可用脫脂棉蘸取少許酒精和乙醚混合液輕擦。
布氏硬度計由于其試驗力大，一般都采用雙杠桿結構，杠桿比1∶50~1∶60之間，這樣*大的試驗力3000Kgf在杠桿尾端施力處只要施加60~50Kgf的負荷即可實現。我們采用步進電機作為動力源，通過同步帶輪、加載絲桿和杠桿進行加荷。同時通過壓力傳感器反饋到面板上，在整個試驗過程中它都顯示出負荷變化的瞬時值，這在所有硬度計中是**的先例，它*大的優點是負荷始終報持在正確的范圍內。大家知道通過杠桿進行加載，只有杠桿在水平位置時，杠桿比才保持正確。一旦杠桿上下轉動時，杠桿比就會發生變化，對采用大杠桿比的硬度計，它顯然不合適，所以機械式的布氏硬度計如果它沒有自動補償措施，那么它的試驗力很難保證。電子布氏硬度計的設計和編程相當復雜，但是它的結構卻很簡單，這對操作、使用和維修來講就相當方便了。
2.2.洛氏系列：
洛氏硬度試驗的特點是簡單和迅速。由于洛氏硬度計操作簡單，壓痕不需要目鏡來測量，所以工作效率較高。在一般的企業單位中應用相當廣泛，但是它的精度不如布氏和維氏（在布氏或維氏450HBW，HV左右洛氏只有45HR，相差10倍。在世界上，科技發達的國家一般都采用布氏和維氏。）。洛氏硬度試驗按*新的國家標準分為洛氏HR（9個標尺）表面洛氏N、T（2個標尺）塑料洛氏M、L、R（3個標尺），我將洛氏系列的各個標尺所對應的壓頭、負荷和適用情況列一個表這樣方便大家查找和參考。見表三，
表 三
標 尺 | 壓 頭 | 負 荷 | 標準塊的硬度范圍 | 適 用 舉 例 |
A | 金剛石壓頭 圓錐角為1200頂端球面半徑0.2mm | 588 | （20~88）HRA | 硬質合金、滲碳鋼 |
D | 980 | （40~77）HRD | 薄鋼、表面淬火鋼 | |
C | 1471 | （20~70）HRC | 淬火鋼,調質鋼,硬鑄鐵 | |
F | 鋼球壓頭 直徑為1.5875mm。 | 588 | （60~100）HRF | 退火銅合金,薄軟鋼 |
B | 980 | （20~100）HRB | 軟鋼,鋁合金,可鍛鑄鐵 | |
G | 1471 | （30~94）HRG | 銅、鎳、鋅合金 | |
H | 鋼球壓頭 直徑為3.175mm。 | 588 | （80~100）HRH | 退火銅合金 |
E | 980 | （70~100）HRE | 鋁,鎂合金,軟鋼,鑄鐵 | |
K | 1471 | （40~100）HRK | 鋁,鋅,鉛,青銅,鈹青銅 | |
15N | 金剛石壓頭 圓錐角為1200頂端球面半徑0.2mm | 147 | （70~91）HR15N | 氮化鋼,各種薄鋼板,滲碳鋼,刀子和其他零件邊緣部分和表面部分。 |
30N | 294 | （42~80）HR30N | ||
45N | 441 | （20~70）HR45N | ||
15T | 鋼球壓頭 直徑為1.5875mm。 | 147 | （73~93）HR15T | 軟鋼，黃銅，青銅，鋁合金等薄板。 |
30T | 294 | （43~82）HR30T | ||
45T | 441 | （12~72）HR45T | ||
M | 鋼球壓頭 直徑為3.175mm。 | 980 | （85~110）HRM | 硬塑料、硬橡膠，鋁、錫、銅、軟鋼、合成樹脂及磨擦材料等。 |
L | 1471 | （100~120）HRL | ||
R | 直徑為3.175mm。 | 588 | （114~125）HRR |
從表中可以看到使用金剛石壓頭做試驗的，相應的硬度較高，鋼球的直徑越大相對試件的硬度越低，還有試驗力的大小，力越大被測試件的硬度越高。現在看一下標尺A、D和C這三個標尺在同一類中，都使用金剛石壓頭，但試驗力不同適用的對象也不同，這要看客戶的要求，被測試件的材料，熱處理的情況而決定。再看一下15N、30N和45N這一類，它們使用的壓頭都是金剛石圓錐角壓頭，被測試件的對象也相同，只是試驗力不同，標尺跟著不同，這不但要看客戶的要求，重要的是看被測試件的具體情況來決定。標準塊的硬度范圍，從這一列中我們可以看到，你要測試的硬度越高，測試數值越小（這并不是數值大小來決定硬度的高低，硬度的高低只有在同一個標尺中可以比較大小，不同的標尺之間只有對照，其結果也只能參考，而不能作為其判定的硬度數據。），一般來講大的數值往往是較低的硬度（在不同的洛氏標尺中，不是**的，僅供參考），我講這一點只是便于大家能夠容易記著。
洛氏硬度計按其加載的形式可分為二種，手動和電動。HR-150A型手動洛氏硬度計、HBRVU-187.5型布洛維光學硬度計和HD9-45型光學表面洛氏硬度計都屬于手動的。HR-150DT型電動洛氏硬度計、HRM-45型電動表面洛氏硬度計、HRS-150型數顯洛氏硬度計、HRMS-45型數顯表面洛氏硬度計和HRSS-150型數顯洛氏表面洛氏硬度計都屬于電動的。手動形式的優點是結構簡單，不需要用電，故障率低，維修方便。它的缺點是加荷、保荷和卸荷的時間控制不一定相同，影響硬度的誤差。正確的加荷時間為（2~6）秒，保荷的時間為（5±2）秒，卸荷的時間為（2~3）秒，整個過程應平穩地推動手柄，使負荷均勻無沖擊地加載和卸荷。電動形式的優缺點與手動的正好相反。
在洛氏系列的硬度計中HBRVU-187.5型布洛維光學硬度計和HD9-45型光學表面洛氏硬度計我再講一下，這二種型號的硬度計中包含了布氏和維氏的試驗。HBRVU-187.5型布洛維光學硬度計共有7級試驗力。三種試驗方法，其中維氏硬度（HV）有二級試驗力（30、100Kgf）；布氏硬度（HB）有三級試驗力（31.25、62.5、187.5Kgf）；洛氏硬度（HRA、HRC、HRB）有三級試驗力（60、100、150Kgf）。在使用中請注意：只有在使用維氏30Kgf時要將“0”號小砝碼取下，在其余的試驗中都要將小砝碼安放在原處。HD9-45型光學表面洛氏硬度計中有30Kgf**試驗力能測試維氏硬度，在儀器的附件中已為你配備了維氏壓頭和測量顯微鏡（有關維氏的試驗要求在下面維氏系列中再講）。
2.3. 維氏系列：
維氏硬度計按其試驗力的大小分為顯微維氏、小負荷維氏和維氏硬度計。顯微維氏的試驗力≤200gf；小負荷維氏的試驗力200＜F≤5Kgf；維氏＞5Kgf，在生產企業設計和生產的維氏硬度計并不按照它的劃分，而是按照客戶的要求進行生產他們認為適合市場要求的產品。目前市場上銷售的顯微硬度計其試驗力都在10gf~1000gf；小負荷維氏硬度計其試驗力一般在5000gf~10Kgf；維氏硬度計其試驗力一般在10Kgf~100Kgf。維氏試驗的適用范圍相當廣泛，它幾乎可對所有金屬材料和一些較高硬度的非金屬材料進行測試，如玻璃、陶瓷、寶石等材料的硬度測試。它是工礦企業、質檢部門、中心試驗室、大專校院和科研機構理想的硬度測試儀器。隨著我國科技工業的高速發展，新材料新工藝的不斷開發和WTO的加入，維氏系列硬度計的需求還將有一個新的提高。維氏硬度的范圍大約在（0~2000）HV，但是目前國內維氏硬度塊的傳遞大約在（200~800）HV之間。但是這并不影響客戶的使用，硬度塊主要用來校驗儀器的正確性，當然硬度塊越接近其誤差越小，只要試驗力正確，其系統正常它的誤差是非常小的，不會影響到它的測試精度。維氏硬度塊與布氏硬度塊一樣，其標記是有規定的，如：700HV1表示維氏硬度試驗的試驗力是1000gf，得到的維氏硬度值為700HV。
維氏系列硬度計的結構一般有二種，一種是直接加荷，另一種是間接加荷（通過杠桿進行加荷）。顯微維氏硬度計都采用直接加荷；小負荷維氏硬度計有直接加荷的也有間接加荷的；維氏硬度計都采用間接加荷的（主要看設計的思路和試驗力的大小）。HVS-1000型數顯顯微硬度計、HVS-1000P型數顯顯微硬度計（帶打印機）和HVS-1000Z型自動轉塔數顯顯微硬度計都是直接加荷的。維氏系列硬度計有：HVS-5型和HVS-10型數顯小負荷維氏硬度計；HVS-30、HVS–50型數顯維氏硬度計都采用間接加荷。顯微硬度計不但能進行維氏試驗，還可以進行努氏試驗（只要配上努氏壓頭）。努氏試驗可以對硬度很高的材料進行測試，目前國內外已有不少的客戶來配努氏壓頭進行努氏試驗，尤其是一些科研單位研究新材料和新工藝。
維氏試驗的壓痕和布氏試驗的壓痕一樣，需要用目鏡來進行測量。其原理和布氏的讀數顯微鏡相同，它的二塊分劃板都可以移動，用二根移動刻線的內側來對零進行對壓痕的測量。目鏡讀數比讀數顯微鏡方便，但其價格也高。在左面的一塊分劃板上有一個“十”字線，它是我們校正壓頭使其兩根棱線處在水平位置。在維氏系列中我們配置的目鏡都是相同的，放大的倍率都市10×，只是物鏡的倍率不同有10×、20×和40×，使用兩個物鏡的硬度計一般高倍率的作為測量用，低倍率的作為觀察用，但我公司提供的硬度計高、低二個物鏡都能測量用，把測量范圍一下擴大到二臺儀器的用途。
