硬度

定义：硬度是指材料抵抗其他较硬物体压入其表面的能力。硬度值的大小不仅取决于该材料的本身，也取决于测量条件和测量方法。硬度试验的主要目的是测量该材料的适用性，并通过对硬度的测量间接了解该材料的其他力学性能，例如磨耗性能、拉伸性能、固化程度等。

分类：

①耐顶针（球形顶针）压入能力

布氏硬度、维氏硬度、努普硬度、巴科尔硬度、邵氏硬度和球压痕硬度

②回弹性的硬度试验

洛氏硬度和邵氏硬度

③对尖头或另一种材料的抗划痕性硬度试验

比尔鲍姆硬度和莫斯硬度

⑴ 邵氏硬度

◆定义：将规定形状的压针，在标准的弹簧压力下压入试样，把压针压入试样的深度转换为硬度值来表示该试样材料的硬度，直接从硬度计的指示表上读取。

◆特点：肖氏硬度试验是一种动态力试验，与布、洛、维等静态力试验法相比，准确度稍差，受测试时的垂直性，试样表面光洁度等因素的影响，数据分散性较大，其测试结果的比较只限于弹性模量相同的材料。它对试样的厚度和重量都有一定要求，不适于较薄和较小试样，但是它便于操作，测试效率高。

◆适用范围：

硬度计的测定范围为20~90之间。当试样用邵尔D测试时，读数如超出90，则需用洛氏硬度计来测量。

⑵ 球压痕硬度

◆定义：以规定直径的钢球在试验负荷作用下垂直压入试样表面，保持一定时间后单位压痕面积所承受的压力表示该试样的硬度，用N/mm2表示。规定使用的初负荷为0.98daN，而试验负荷有四个等级，分别为49N、132N、358N和961dN。对于较硬塑料硬度值测定多数使用此方法。

◆测试要求：

实验负荷：应根据试样材料的软硬程度选择适宜的试验负荷，使压痕深度必须在0.15mm-0.35mm的范围内，若压痕深度超过此范围，则应改变试验负荷，使之达到规定的压痕深度范围。

试样：塑料，试样的大小应保证每个测点的中心与试样边缘的距离不小于10mm，各测点中心之间的距离也不小于10mm，试样厚度应不小于4mm。推荐的试样尺寸为（50×50－4）mm。

⑶洛氏硬度

洛氏硬度试验方法是1919年由美国人洛克威尔（Rockwell）提出的，塑料等材料的洛氏硬度试验方法是在金属洛氏硬度试验方法的基础上发展的，可用于软的弹性体材料及较刚硬塑料的硬度值评价。由于高分子材料较金属材料软，洛氏硬度试验需采用较小的负荷、较大的压痕器和大量程结构的硬度计。

◆定义：洛氏硬度是指用规定的压头对试样先施加初试验力，接着再施加主试验力，然后卸除主试验力，只保留初试验力，用前后两次初试验力作用下压头压入试样的深度差经计算得出的值表示。

◆测试要求：

试验前应根据试样材料的软硬程度选择合适的标尺，以便使测得的硬度数值处于50--115之间，少数材料如不能处于此范围内，也不得超过125。如果一种材料同时可用两种标尺，且所测值均处于现定范围内，则应选用较小试验力的标尺。同一试样材料必须用同一标尺进行测定。

试验时应按标准中规定的时间施加载荷和读数。

⑷巴氏硬度

巴柯尔(Barcol)硬度（简称巴氏硬度）, 最早由美国 Barber-Colman公司提出，是近代国际上广泛采用的一种硬度门类。柯尔硬度计(巴氏硬度计)作为专门测量玻璃钢制品、增强或非增强硬塑料、铝及铝合金、黄铜、紫铜等较软金属硬度的专用检测工具(特别 适用于玻璃钢制品)，已被大多数国家或国际组织认可。巴氏硬度计主要用于测试铝及铝合金。测试铝型材、板材、管材、棒材及铝合金铸件、锻件、机械加工零件，测试超厚铝合金材料及组装后的铝合金制品（例如铝合金门窗、幕墙、消防梯等）。相关标准：ASTM B648《巴柯尔硬度计测量铝合金硬度的试验方法》。巴氏硬度计的另一主要应用是用于测试玻璃钢（玻璃纤维增强塑料）和硬塑料。大部分玻璃钢制品的产品标准中都要求测试巴氏硬度。相关标准：GB/T3854—2005《增强塑料巴柯尔硬度试验方法》、ASTM D2583—07《巴氏硬度计测量硬塑料压痕硬度的试验方法》。

◆定义：一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下，压入试样表面，用压针的压入深度确定材料硬度，定义每压入0.0076mm为一个巴氏硬度单位。巴氏硬度单位表示为HBa。巴氏硬度计（巴柯尔硬度计）是一种压痕式硬度计，它以特定压头在标准弹簧的压力作用下压入试样表面，以压痕的深浅表征试样硬度的高低。巴氏硬度计有100个分度，每个分度单位代表压入0.0076mm的深度。压入越深，读数越高，材料越软。

◆测试要求：

巴氏厚度至少为1.5mm，试样大小应满足任一压点到试样边缘以及压点与压点之间的距离距不小于3mm；