硬度试验

硬度试验（Hardness Test）

一、测试目的

测定材料抵抗局部塑性变形（压入）的能力。硬度是材料最常用、最便捷的力学性能指标，且与强度、耐磨性、热处理质量有良好相关性。多数硬度方法近乎无损，可用于成品抽检。

二、适用范围

方法	适用材料
邵氏 A	软质橡胶、软塑料、弹性体
邵氏 D	硬质橡胶、硬塑料
洛氏（HR）	金属（淬火钢、硬质合金）
布氏（HBW）	金属（退火钢、铸铁、有色金属）
维氏（HV）	金属、陶瓷、薄片、渗层、镀层
球压痕	塑料（GB/T 3398）

三、核心标准

标准号	标准名称
GB/T 2411	塑料和硬橡胶 使用硬度计测定压痕硬度（邵氏硬度）
GB/T 3398.1	塑料 硬度测定 第1部分：球压痕法
GB/T 230.1	金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法
GB/T 231.1	金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法
GB/T 4340.1	金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法
ISO 868	Plastics and ebonite - Determination of indentation hardness by means of a durometer

📖 相关标准链接

标准号	标准解读	标准原文
GB/T 2411	解读 →	原文 →
GB/T 230.1	解读 →	原文 →

四、试验方法与参数

1. 橡胶/塑料（邵氏硬度）

参数	取值
邵氏 A 适用	20 ~ 90 HA
邵氏 D 适用	20 ~ 90 HD
试样厚度	≥ 6 mm（可叠加，但最多 3 层）
读数时间	1 s（即时）或 15 s（延时），必须固定
测点间距	≥ 6 mm，距边缘 ≥ 12 mm
测点数	≥ 5 点取中位数

2. 金属硬度对照

方法	压头	试验力	适用
洛氏 HRC	金刚石圆锥	150 kgf	淬火钢
洛氏 HRB	φ1.588 钢球	100 kgf	软钢、有色金属
布氏 HBW	硬质合金球 φ2.5/5/10	按 D² 系数选取	铸件、退火件
维氏 HV	金刚石四棱锥	1 ~ 1000 gf	薄片、渗层、微观

五、试验程序（以邵氏为例）

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│  1. 状态调节：23 ± 2 ℃，50 ± 10 % RH 调节 ≥ 16 h         │
│       ↓                                                  │
│  2. 试样准备：表面平整、厚度 ≥ 6 mm，无气泡与杂质        │
│       ↓                                                  │
│  3. 压针垂直压入：压足与试样完全接触后计时               │
│       ↓                                                  │
│  4. 读数：固定 1 s 或 15 s 读数，记录数值                │
│       ↓                                                  │
│  5. 换点：至少 5 个点，点间距 ≥ 6 mm                     │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

六、结果表示

• 邵氏：HA XX / 1 s 或 HD XX / 15 s（必须标注读数时刻）；
• 洛氏：HRC 45.2（须标注标尺与试验力）；
• 布氏：HBW 10/3000（球径/试验力）；
• 维氏：HV5 320（试验力 kgf）。

七、影响因素与注意事项

1. 读数时刻：邵氏硬度对读数时间极敏感，1 s 与 15 s 可差 3 ~ 5 个单位。报告必须注明。
2. 试样厚度不足：厚度不够会导致读数偏高，可叠加但必须紧密无间隙。
3. 测点位置：距边缘与测点间距不足会因材料约束效应导致读数偏高。
4. 温度影响：橡胶硬度随温度显著变化，必须在标准环境测试。
5. 金属试样表面：需打磨去除氧化层与脱碳层，表面粗糙度需满足标准要求。
6. 硬度与强度换算：不同材料换算表仅为参考，不能作为设计依据。

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