比较硬度试验:维氏，洛氏，布氏，莫氏，肖尔和努普

硬度描述了材料对永久压痕或划痕的抵抗能力。硬度不是一种材料的特性，而是一种通过经验测试而赋予材料的值。

有六种主要的硬度测试可以进行:维氏，洛氏，布氏，莫氏，肖尔和努普。应用哪一种取决于要测试的材料类型和可用的设备。大多数硬度测试涉及使用机械在一定时间内压痕材料，施加预定的力或载荷。

本文将分别研究每种类型的硬度测试，比较测试方法、应用和所获得的结果类型。

莫氏硬度试验

莫氏硬度试验是定义和比较矿物材料硬度的最早尝试之一。莫氏刻度由1到10的值组成，这与测试材料承受越来越硬的矿物划伤的能力有关。它通常用于地质目的。

矿物硬度的莫氏刻度如下:

1. 滑石
2. 石膏
3. 方解石
4. 萤石
5. 磷灰石
6. 长石
7. 石英
8. 黄玉
9. 刚玉
10. 钻石

测试方法本身是非常基本的，涉及到用另一种类似于上面刻度中指定的材料刮擦测试材料的表面。真正的矿物很少被使用，尤其是钻石，因为它的采购成本很高。

例如，指甲通常被用来表示硬度等级为2.5，钢锉则是6.5。测试过程包括从秤的软端开始，一直工作到其中一种矿物/材料留下永久压痕。

莫氏硬度试验的结果不是很准确，因为施加的力不是恒定的，结果是主观的。

肖尔硬度试验

肖尔测试包括使用弹簧压痕机来测量材料的硬度。肖尔硬度测试通常用于鉴定和比较聚合物(如塑料或橡胶)的硬度。

肖氏刻度有两种类型- A和d。它们都使用不同直径的针形压头，适用于不同类型的材料。

所使用的压痕仪器被称为“硬度计”，它包括一个经过校准的弹簧，施加一个固定的负载。

结果在最小肖尔硬度0到最大肖尔硬度100之间变化，这与零穿透有关。

布氏硬度试验

布氏硬度测试是第一个被广泛应用的标准化测试，特别是在金属上。它的定义是ASTM E10汽油．测试过程包括在一段时间内用恒定的作用力将硬质合金球压头压入测试材料的表面。

最常用的力范围在500 kgf(通常用于有色金属)到3000 kgf(通常用于钢铁)之间。

测试过程的结果是一个圆形压痕，可以测量并与施加的载荷一起使用，以计算硬度值。布氏测试的缺点是与其他方法相比速度较慢，具有破坏性，在测试样品中留下较大的压痕。

洛氏硬度试验

洛氏硬度测试可能是当今最常用的硬度测试，主要是因为它是最快和最准确的测试形式。它是由标准定义的ASTM E18．

洛氏硬度测试分三个阶段。金刚石压头或球压头在短时间内施加初步载荷。然后去除初始载荷并测量压痕。载荷随后增加并施加，称为主载荷。然后释放主载荷，并在短时间内重新施加初始载荷。移去压头，测量最终压痕。材料的洛氏硬度值由最终压痕深度和初步压痕深度测量值之间的差值计算得出。

根据测试材料类型，施加的力范围在15 kgf到3000 kgf之间。

维氏硬度试验

维氏硬度测试被称为“显微硬度”测试，这意味着它通常用于小或薄的材料切片。材料微压痕测试定义为ASTM E384．

测试过程包括使用金刚石压头对材料表面施加光力，并通过光学测量深度。由于压痕小，材料表面必须光滑，高度抛光。

典型的负载值范围在10 g到1 kgf之间，尽管“宏”负载很少使用，可扩展到30 kgf。

努普硬度试验

类似于维氏硬度测试，努普硬度测试用于小而薄的零件，使用1kgf或更少的负载。

该过程与布氏硬度测试相同，但使用菱形压头和微观测量系统。

• https://geology.com/minerals/mohs-hardness-scale.shtml
• https://willrich.com/understanding-different-types-hardness-tests/
• https://www.labtesting.com/services/materials-testing/mechanical-testing/hardness-testing/
• https://www.hardnesstesters.com/test-types/brinell-hardness-testing
• https://www.hardnesstesters.com/test-types/rockwell-hardness-testing
• https://www.hardnesstesters.com/test-types/vickers-hardness-testing
• http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=shore_durometer_hardness_test
• https://www.oakton.edu/user/4/billtong/eas100lab/hardness.htm