HB-3000型布氏硬度试验机的外形结构如图2所示。其主要部件及作用如下：（1）机体与工作台。硬度机是铸铁机体，在机体前台面上安装了丝杠座，其中装有丝杠，丝杠上装立柱和工作台，可上下移动。(2）杠杆机构。杠杆系统通过电动机可将载荷自动加在试样上。（3）压轴部分。用以保证工作时试样与压头中心对准。（4）减速器部分：带动曲柄及曲柄连杆，在电机转动及反转时，将载荷加到压轴上或从压轴上卸除。（5）换向开关系统：是控制电机回转方向的装置，使加、卸载荷自动进行。CCP-10厦田图2HB-3000布氏硬度试验机外形结构图：1、指示灯，2、压头：3、工作台，4、立柱；5、丝杠；6、手轮；7、载荷码；8、压紧螺钉；9、时间定位器；10、加载按钮2操作前的准备工作（1）根据表1选择压头，且将压头擦拭干净，装入主轴衬套中。(2）根据表1选定载荷，加上相应的码。（3）安装工作台。当试样高度<120mm时应将立柱安装在升降螺杆上，然后安装好工作台进行试验。（4）根据表1确定持续时间T，然后将压紧螺钉拧松，把圆盘上的时间定位器（红色指示点）转到与持续时间相符的位置上。（5）接通电源，电源指示灯燃亮，证明通电正常。3操作规程（1）将试样放在工作台上，顺时针方向旋转手轮，工作台上升，使压头压向试样表面直到手轮与下面螺母产生相对滑动为止。（2）按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。此时因压紧螺钉已拧松，圆盘并不
HB-3000 型布氏硬度试验机的外形结构如图 2 所示。其主要部件及作用如下： （1）机体与工作台。硬度机是铸铁机体，在机体前台面上安装了丝杠座，其中装有丝 杠，丝杠上装立柱和工作台，可上下移动。 （2）杠杆机构。杠杆系统通过电动机可将载荷自动加在试样上。 （3）压轴部分。用以保证工作时试样与压头中心对准。 （4）减速器部分：带动曲柄及曲柄连杆，在电机转动及反转时，将载荷加到压轴上或 从压轴上卸除。 （5）换向开关系统：是控制电机回转方向的装置，使加、卸载荷自动进行。 图 2 HB-3000 布氏硬度试验机外形结构图：1、指示灯；2、压头；3、工作台；4、立 柱；5、丝杠；6、手轮；7、载荷砝码；8、压紧螺钉；9、时间定位器；10、加载按钮 2 操作前的准备工作 （1）根据表 1 选择压头，且将压头擦拭干净，装入主轴衬套中。 （2）根据表 1 选定载荷，加上相应的砝码。 （3）安装工作台。当试样高度＜120mm 时，应将立柱安装在升降螺杆上，然后安装好 工作台进行试验。 （4）根据表 1 确定持续时间 T，然后将压紧螺钉拧松，把圆盘上的时间定位器（红色 指示点）转到与持续时间相符的位置上。 （5）接通电源，电源指示灯燃亮，证明通电正常。 3 操作规程 （1）将试样放在工作台上，顺时针方向旋转手轮，工作台上升，使压头压向试样表面 直到手轮与下面螺母产生相对滑动为止。 （2）按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。此时因压紧螺钉已拧松，圆盘并不
转动，当保荷指示灯闪亮的同时，迅速紧压紧螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间后，转动自动停止。从保荷指示灯闪亮到熄灭为试验力保持时间。（3）逆时针方向旋转手轮，使工作台降下。取下试样用20倍读数显微镜测量压痕直径d值，并查附表1确定硬度HB数值。4注意事项（1）安装码时，一定将吊杆的本身重量187.5kg加进去。（2）试样厚度应不小于压痕深度的10倍。试验后，试样背面及边缘呈明显变形痕迹时，则试验无效。(3）压痕直径d应在以下范围内，否则无效。0.24D<d<0.6D（4）压痕中心至试样边缘应大于D，两压痕中心大于2D。（5）试样表面必须平整光洁无氧化皮，以使压痕边缘清晰，保证精确测量压痕直径d。（6）用显微镜测量压痕直径d时，应从相互垂直的两个方向上读取，取其平均值。在相互垂直方向测量直径之差不能超过较小直径的2%，否则无效。HBE-3000B是在HB-3000基础上改进的，具有比HB-3000硬度计操作更方便、测量更精确等特点。2.3洛氏硬度2.3.1洛氏硬度试验的基本原理洛氏硬度同布氏硬度一样也属于压入硬度法，但它不是测定压痕面积，而是根据压痕深度来确定硬度值指标。其试验原理如图3所示。OV119513272图3洛氏硬度试验原理图洛氏硬度试验所用压头有两种：一种是顶角为120°的金刚石圆锥，另一种是直径为1/16（1.588mm）的淬火钢球。根据金属材料软硬程度不一，可选用不同的压头和载荷配合使用最常用的是HRA、HRB和HRC。这三种洛氏硬度的压头、载荷及使用范围列于表2中。表2常见洛氏硬度的试验规范及使用范围标尺所用符号总载荷表盘上刻度颜应用范围测量范围色/压头kgf
转动，当保荷指示灯闪亮的同时，迅速拧紧压紧螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间 后，转动自动停止。从保荷指示灯闪亮到熄灭为试验力保持时间。 （3）逆时针方向旋转手轮，使工作台降下。取下试样用 20 倍读数显微镜测量压痕直径 d 值，并查附表 1 确定硬度 HB 数值。 4 注意事项 （1）安装砝码时，一定将吊杆的本身重量 187.5kg 加进去。 （2）试样厚度应不小于压痕深度的 10 倍。试验后，试样背面及边缘呈明显变形痕迹 时，则试验无效。 （3）压痕直径 d 应在以下范围内，否则无效。 0.24D<d<0.6D （4）压痕中心至试样边缘应大于 D，两压痕中心大于 2D。 （5）试样表面必须平整光洁无氧化皮，以使压痕边缘清晰，保证精确测量压痕直径 d。 （6）用显微镜测量压痕直径 d 时，应从相互垂直的两个方向上读取，取其平均值。在 相互垂直方向测量直径之差不能超过较小直径的 2%，否则无效。 HBE-3000B 是在 HB-3000 基础上改进的，具有比 HB-3000 硬度计操作更方便、测量更 精确等特点。 2.3 洛氏硬度 2.3.1 洛氏硬度试验的基本原理 洛氏硬度同布氏硬度一样也属于压入硬度法，但它不是测定压痕面积，而是根据压痕深 度来确定硬度值指标。其试验原理如图 3 所示。 图 3 洛氏硬度试验原理图 洛氏硬度试验所用压头有两种：一种是顶角为120°的金刚石圆锥，另一种是直径为1/16" （1.588mm）的淬火钢球。根据金属材料软硬程度不一，可选用不同的压头和载荷配合使用， 最常用的是 HRA、HRB 和 HRC。这三种洛氏硬度的压头、载荷及使用范围列于表 2 中。 表 2 常见洛氏硬度的试验规范及使用范围 标尺所用符号 /压头 总载荷 kgf 表盘上刻度颜 色 测量范围 应用范围
HRA碳化物、硬质合金、淬火60120°金刚石圆黑色70-85工具钢、浅层表面硬化层锥HRB软钢（退火态、低碳钢正100红色20-1001/16"钢球火态）、铝合金HRC淬火钢、调质钢、深层表150黑色20-67120°金刚石圆面硬化层锥注：（1）金刚石圆锥的顶角为120°+30，顶角圆弧半径为0.21±0.01mm；（2）初载荷均为10kg洛氏硬度测定时需要先后两次施加载荷（初载荷及主载荷）预加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。图3中0-0位置为未加载荷时的压头位置，1-1位置为加上10kgf预加载荷后的位置，此时压入深度为h1，2-2位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为hz，h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，卸除主载荷后，由于弹性变形恢复而稍提高到3-3位置，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h）来表示。但这样直接以压入深度的大小表示硬度将会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值大的现象，这与布氏硬度所标志的硬度值大小的概念相矛盾。为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，采用一常数（K）减去（h3-h1）的差值表示硬度值。为简便起见又规定每0.002mm压入深度作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格)。洛氏硬度值的计算公式如下：HR= K-(h, -h)0.002式中：hi—一预加载荷压入试样的深度（mm）；h3-一卸除主载荷后压入试样的深度（mm）；K一常数，采用金刚石圆锥时K=0.2（用于HRA、HRC）；采用钢球时K=0.26(用于HRB)。因此上式可改为：HRC（或HRA)=100-ha-h0.002HRB=130-5-h0.0022.3.2洛氏硬度试验机的结构和操作1洛氏硬度试验机的结构HR-150型杠杆式洛氏硬度试验机的结构如图4所示，其主要部分及作用如下：
HRA 120°金刚石圆 锥 60 黑色 70-85 碳化物、硬质合金、淬火 工具钢、浅层表面硬化层 HRB 1/16"钢球 100 红色 20-100 软钢（退火态、低碳钢正 火态）、铝合金 HRC 120°金刚石圆 锥 150 黑色 20-67 淬火钢、调质钢、深层表 面硬化层 注：（1）金刚石圆锥的顶角为 120°+30'，顶角圆弧半径为 0.21±0.01mm；（2）初载荷 均为 10kg 洛氏硬度测定时，需要先后两次施加载荷（初载荷及主载荷），预加载荷的目的是使压 头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。图 3 中 0-0 位置为未加载荷时的压头位置， 1-1 位置为加上 10kgf 预加载荷后的位置，此时压入深度为 h1，2-2 位置为加上主载荷后的 位置，此时压入深度为 h2，h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，卸除主载荷后，由 于弹性变形恢复而稍提高到 3-3 位置，此时压头的实际压入深度为 h3。洛氏硬度就是以主 载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示。但这样直接以压入深度的大小表示硬度， 将会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值大的现象，这与布氏硬度所标志的硬度值大 小的概念相矛盾。为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，采用一常数（K）减去（h3- h1）的差值表示硬度值。为简便起见又规定每 0.002mm 压入深度作为一个硬度单位（即刻 度盘上一小格）。 洛氏硬度值的计算公式如下： 0.002 ( ) K h3 h1 HR 式中：h1——预加载荷压入试样的深度（mm）； h3——卸除主载荷后压入试样的深度（mm）； K——常数，采用金刚石圆锥时 K＝0.2（用于 HRA、HRC）；采用钢球时 K＝0.26 （用于 HRB）。 因此上式可改为： HRC（或 HRA）＝ 0.002 100 h3 h1 HRB＝ 0.002 130 h3 h1 2.3.2 洛氏硬度试验机的结构和操作 1 洛氏硬度试验机的结构 HR-150 型杠杆式洛氏硬度试验机的结构如图 4 所示，其主要部分及作用如下：
121011218图4HR一150型洛氏硬度计结构图：1、指示器：2、操纵手柄：3、缓冲器；4、玛座；5、6.码；7、吊杆；8、吊套；9、机体；10、加载杠杆；11、顶杆；12、调整盘：13、主轴：14、压头：15、试样：16、工作台17、升降丝杆：18、手轮（1）机体及工作台。试验机有坚固的铸铁机体，在机体前面安装有不同形状的工作台，通过手轮的转动，借助螺杆的上下移动而使工作台上升或下降。（2）加载机构。由加载杠杆（横杆）及挂重架（纵杆）等组成，通过杠杆系统将载荷传至压头而压入试样，借扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务。（3）千分表指示盘。通过刻度盘指示各种不同的硬度值（如图5所示）。TROTTTTURB00图5洛氏硬度指示盘2操作规程（1）根据试样预期硬度按表2确定压头并装入试验机；按表2确定载荷，转动右侧上方的转盘，使得所选的载荷对准红点（此时，右后方手柄必须处于卸荷状态，即后极限位置）。将打磨后的试样置于工作台上，顺时针旋转手轮，使试样与压头缓慢接触，直到表盘小指针指在小红点处，此时即已预加载荷10kgf。然后旋转指示器外壳，使B、C之间长刻度线与大指针对正（顺时针或逆时针旋转均可）
图 4 HR—150 型洛氏硬度计结构图：1、指示器；2、操纵手柄；3、缓冲器；4、砝玛 座；5、6．砝码；7、吊杆；8、吊套；9、机体；10、加载杠杆；11、顶杆；12、调整 盘；13、主轴；14、压头；15、试样；16、工作台；17、升降丝杆；18、手轮 （1）机体及工作台。试验机有坚固的铸铁机体，在机体前面安装有不同形状的工作台， 通过手轮的转动，借助螺杆的上下移动而使工作台上升或下降。 （2）加载机构。由加载杠杆（横杆）及挂重架（纵杆）等组成，通过杠杆系统将载荷 传至压头而压入试样，借扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务。 （3）千分表指示盘。通过刻度盘指示各种不同的硬度值（如图 5 所示）。 图 5 洛氏硬度指示盘 2 操作规程 （1）根据试样预期硬度按表 2 确定压头并装入试验机；按表 2 确定载荷，转动右侧上 方的转盘，使得所选的载荷对准红点（此时，右后方手柄必须处于卸荷状态，即后极限位置）。 将打磨后的试样置于工作台上，顺时针旋转手轮，使试样与压头缓慢接触，直到表盘小 指针指在小红点处，此时即已预加载荷 10kgf。然后旋转指示器外壳，使 B、C 之间长刻度 线与大指针对正（顺时针或逆时针旋转均可）
（3）向前拉动右侧下方水平方向的加荷手柄，以施加主载荷（此时指示器的大指针转动)。（4）当指示器指针停稳后，将右后方卸荷手柄向后推，卸除主载荷。（5）读数。采用金刚石压头（HRA、HRC）时读外圈黑字，采用钢球压头（HRB）时读内圈红字。（6）逆时针旋转手轮，使工作台下降，取下试样，测试完毕。3注意事项（1）试样表面需平整光洁，不得带有油、氧化皮、裂缝、凹坑等。可用细砂轮或砂纸将工件表面磨平，磨制过程中工件表面温度不得超过150C°。(2)根据工件的大小与形状选择适当的工作台，以保证试件能平稳的安放在工作台上并使被测表面与压头保持垂直。（3）试样厚度应不小于压痕深度的10倍。两相邻压痕中心距离及压痕中心至试样边缘的距离不应小于3mm。（4）加载时力的作用线必须垂直于试样表面，加载和卸载时均需缓慢进行。2.4维氏硬度2.4.1维氏硬度试验的基本原理将一个相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力压入被测材料表面经保持规定时间后（试验力保持时间为10~15s），卸除试验力，用读数显微镜测量压痕两对角线长度d和d2，取其算术平均值，查表或代入公式计算出维氏度值。维氏硬度用HV表示。FHV=0.1891xd?d=d+d.2F1136试样表面图6维氏硬度试验原理图2.4.2维氏硬度试验机的结构和操作1维氏硬度试验机的结构
（3）向前拉动右侧下方水平方向的加荷手柄，以施加主载荷（此时指示器的大指针转 动）。 （4）当指示器指针停稳后，将右后方卸荷手柄向后推，卸除主载荷。 （5）读数。采用金刚石压头（HRA、HRC）时读外圈黑字，采用钢球压头（HRB）时读 内圈红字。 （6）逆时针旋转手轮，使工作台下降，取下试样，测试完毕。 3 注意事项 （1）试样表面需平整光洁，不得带有油、氧化皮、裂缝、凹坑等。可用细砂轮或砂纸 将工件表面磨平，磨制过程中工件表面温度不得超过 150℃。 （2）根据工件的大小与形状选择适当的工作台，以保证试件能平稳的安放在工作台上， 并使被测表面与压头保持垂直。 （3）试样厚度应不小于压痕深度的 10 倍。两相邻压痕中心距离及压痕中心至试样边缘 的距离不应小于 3mm。 （4）加载时力的作用线必须垂直于试样表面，加载和卸载时均需缓慢进行。 2.4 维氏硬度 2.4.1 维氏硬度试验的基本原理 将一个相对面夹角为 136°的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力压入被测材料表面 经保持规定时间后（试验力保持时间为 10～15s），卸除试验力，用读数显微镜测量压痕两 对角线长度 d1和 d2，取其算术平均值，查表或代入公式计算出维氏度值。维氏硬度用 HV 表 示。 2 d F HV 0.1891 2 d d d 1 2 图 6 维氏硬度试验原理图 2.4.2 维氏硬度试验机的结构和操作 1 维氏硬度试验机的结构