耐磨材料硬度的测试方法

耐磨材料硬度的方法很多，常用的有布氏、洛氏、维氏和肖氏四种测试方法。洛氏硬度用于检测高硬度材料，维氏硬度用于检测薄层材料，布氏硬度用于检測硬度较低的耐磨产品，如高锰钢等，而肖氏硬度则主要用于测试辊类耐磨产品， 如轧辊、磨辊等。

布氏硬度在布氏硬度计上检测。测试时在直径为D的淬火钢球上施加压力p， 使钢球压人被测金属表面并留下压痕，载荷与压痕面积之比称为布氏硬度HBW。 测试硬度时，只要材料具有足够的尺寸，应尽量采用29421N（3000kgf）和10mm球的试验条件。然而耐磨产品尺寸通常都比较大，无法直接在布氏硬度计上测试， 常用的办法是在耐磨产品上截取一块样品，经适当加工后在布氏硬度计上测试。在 少数要求不高的场合，也可用简易便携式布氏硬度计或锤击式布氏硬度计测试。但 是，这些仪器误差太大，技术指标中给出的误差是±8％,实际应用中的误差常常 超过±10％，只能给出一个粗略的结果。布氏硬度的主要优点是压痕的面积大，测 定的数据准确可靠，多用于钢铁等材料的检测。

洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002mm作为一个硬 度单位。当硬度≥450HBW或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬 度计量。它是用一个顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.59mm、3.18mm的钢 球，在一定载荷下压人被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。

维氏硬度适用于显微镜分析，以1177N（120kgf）以内的载荷和顶角为136°的 金刚石方形锥压人材料表面，试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬 度计按试验力大小的不同，细分为维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏 硬度试验三种试验。维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关， 只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个 很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。在 中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得 到近似的硬度值。维氏硬度计试验的试验力可以小到0.098 N（10gf），压痕非常 小，特别适合测试薄小材料。维氏硬度计试验的缺点是效率低，要求较高的试验技 术，对于试样表面的表面质量要求较髙，通常需要制作专门的试样，操作麻烦费 时，通常只在实验室中使用。

肖氏硬度的测量原理是利用一个金刚石或钢制的小锤，令其在一定的髙度落到 式件表面上，根据回跳的高度测定硬度。该法的优点是仪器轻巧、测试方便、不损伤精加工后的金属表面，多用于现场测试耐磨工件硬度。肖氏硬度的缺点是检测的 精度差，不能用于检测不同种类材料的对比。例如，检测橡胶的硬度时，由于被测 物体的弹性好，橡胶的肖氏硬度甚至高于铸铁产品。

近年来，里氏硬度计因测试快速、方便而被广泛应用。它的工作原理也是检测 回跳硬度，与肖氏硬度计不同的是利用弹簧推动的探针的回跳量测得原始数据，再 经仪器内的电脑按设定的要求，显示布氏、洛式、维氏和肖氏等多种硬度值。但是 里氏硬度计采用的是动态硬度测试原理，影响仪器准确性的因素较多，对材料表面 质量的要求也很高，硬度值转换的误差也较大。因此，其精度尽管常常高于简易便 携式布氏硬度计和锤击式布氏硬度计，但还是远低于常规的布氏和洛氏硬度计。

陶瓷钢管外层是钢管，内层是刚玉。刚玉层维氏硬度高达100—1500（洛氏硬度为90-98），相当于钨钴硬金。耐磨性比碳钢管高20倍以上，它比通常粘接而成的刚玉砂轮性能优越得多。现在刚玉砂轮仍是各种磨床削淬火钢主要砂轮。陶瓷钢管中刚玉层可把刚玉砂轮磨损掉。陶瓷钢管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层,其莫氏硬度为9,仅次于金刚石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。