什么是材料的硬度？

硬度是对由机械压痕或磨损引起的局部塑性变形的抵抗力的量度。一般来说，不同的材料硬度不同；例如，钛和铍等硬金属比钠和金属锡等软金属或木材和普通塑料硬。宏观硬度一般表现为分子间键强，但固体材料在受力作用下的行为是复杂的；因此，有不同的硬度测量方法：划痕硬度、压痕硬度和回弹硬度。硬度取决于延展性、弹性刚度、塑性、应变、强度、韧性、粘弹性和粘度。硬物质的常见例子是陶瓷、混凝土、某些金属和超硬材料，它们可以与软物质形成对比。

硬度介绍

材料的硬度定义为它承受局部永久变形的能力，通常是通过压痕。硬度也可用于描述材料对由于其他作用引起的变形的抵抗力，例如：

切割
磨损
渗透
抓挠

硬度是材料抵抗局部永久变形的能力的量度。永久变形也称为塑性变形。弹性变形意味着材料仅在受力期间改变其形状，而由此产生的塑性变形意味着材料不会恢复到其原始形状。有些材料天生就很硬。例如，钨是一种非常坚硬的金属，可用作工具钢中的合金元素。这确保了这组钢即使在切削操作过程中的高温下也能抵抗磨损。在铣刀中广泛使用的硬质合金通常也含有钨。这些可更换的切削工具钻头大大延长了切削工具的使用寿命。另一方面，某些材料（包括金属）非常柔软，以至于无法用于许多应用。纯金非常柔软，刮擦或弯曲它并不需要太大的力气。因此，添加银、铜和铝等其他金属对于提高其硬度至关重要。对于某些材料，热处理有可能提高表面硬度，同时保持其核心金属的其他品质。机器轴经常经过这个过程以保证更长的使用寿命。工程师在创建产品设计概念时还必须考虑硬度比。例如，在轴承和轴配合中，轴承必须更软，因为它们更容易更换。随着不断的运动，一个零件必须磨损，选择取决于工程师。

硬度类型

硬度是材料抵抗变形的能力，它由测量表面抗压痕的标准测试确定。最常用的硬度测试由压痕的形状或类型、尺寸和施加的载荷量来定义。硬度测量主要有三种类型：划痕、压痕和回弹。在这些测量类别中的每一个中，都有单独的测量尺度。出于实际原因，转换表用于在一种比例和另一种比例之间进行转换。

1. 划痕硬度

划痕硬度是衡量样品抵抗因尖锐物体摩擦而破裂或永久塑性变形的能力的量度。原理是用较硬材料制成的物体会刮伤由较软材料制成的物体。测试涂层时，划痕硬度是指划破薄膜到达基材所需的力。最常见的测试是莫氏硬度，用于矿物学。进行这种测量的一种工具是硬度计。用于进行这些测试的另一种工具是袖珍硬度计。该工具由一个带有刻度标记的刻度臂组成，该刻度臂连接到一个四轮托架上。带有锋利边缘的划痕工具以与测试表面成预定角度安装。为了使用它，将已知质量的重量添加到刻度标记之一的刻度臂上，然后将工具拉过测试表面。重量和标记的使用允许施加已知压力而不需要复杂的机械。

2.压痕硬度

压痕硬度测量样品对由于来自尖锐物体的恒定压缩载荷引起的材料变形的抵抗力。压痕硬度测试主要用于工程和冶金。这些测试的基本前提是测量特定尺寸和加载的压头留下的压痕的临界尺寸。常见的压痕硬度标度有洛氏、维氏、肖氏和布氏等。

3、回弹硬度

回弹硬度，也称为动态硬度，测量的是金刚石锤从固定高度落到材料上的“反弹”高度。这种硬度与弹性有关。用于进行此测量的设备称为硬化镜。测量回弹硬度的两种标度是里氏回弹硬度测试和贝内特硬度标度。超声波接触阻抗 (UCI) 方法通过测量摆动杆的频率来确定硬度。该杆由带有振动元件的金属轴和安装在一端的金字塔形金刚石组成。