關(guān)于布、洛、維硬度計(jì)

請(qǐng)問(wèn)下這三種硬度計(jì)的特點(diǎn)，他們分別用于測(cè)量什么樣的材料，有什么區(qū)別和共同之處？謝謝！！

布氏硬度試驗(yàn)法是在1900年，由瑞典工程師布利納爾（F?Brinell）提出的，這種試驗(yàn)方法。由于其壓痕較大，因而硬度值受試樣成分的偏析和組織的不均勻等因素的影響比較小，其試驗(yàn)結(jié)果分散度小，重復(fù)性好，能比較客觀的反映出度樣的宏觀硬度，于是成為使用最早、應(yīng)用最廣泛的試驗(yàn)方法之一。

一、試驗(yàn)原理
1．        布氏硬度試驗(yàn)原理：用一定直徑（D）的鋼球或硬質(zhì)合金球，以相應(yīng)的試驗(yàn)力（F）壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕直徑（d）。根據(jù)d可以計(jì)算出壓痕球形表面積（s）。此面積上承受的平均壓力就稱為布氏硬度值，單位為kgf/mm2。布氏硬度的符號(hào)用HB表示。
2．        計(jì)算公式：根據(jù)試驗(yàn)原理，布氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得的商，其計(jì)算公式如下：
                    
式中：F—試驗(yàn)力（kgf 或 N）
S—壓痕的球形表面積（mm2）
根據(jù)立體幾何可知，壓痕的球形表面積S：

   式中：D—鋼球或硬度質(zhì)合金球壓頭直徑（mm）
         h—壓痕深度（mm）
所以   
由此可見(jiàn)，當(dāng)F、D一定時(shí)，則HBS 與h成反比。即h愈低，反之HB愈高。
   由于各種材料軟硬程度不同，當(dāng)鋼球壓入試樣表面時(shí)，會(huì)引起凹凸壓痕，所以要精砷測(cè)量壓痕深度h 是困難的。在實(shí)際工作中，我們可以通過(guò)幾何方法求出壓痕直徑d與壓痕深度h的關(guān)系。
         
代入上式，若試驗(yàn)力F單位用kgf 表示得：

若試驗(yàn)力F單位用N表示得：

式中：d—壓痕直徑（mm）
   一般硬度試驗(yàn)時(shí)均不必用此公式去計(jì)算，而是在測(cè)得壓痕直徑（d）后，通過(guò)查表得布氏硬度值。
   壓頭為鋼球時(shí)，布?jí)河捕扔肏BS表示；壓頭為硬度合金球時(shí)，用HBW表示。


洛氏硬度試驗(yàn)法是在1919年由美國(guó)人洛克威爾（S.P.Rocrwell）提出的。當(dāng)時(shí)，在美國(guó)隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)零件產(chǎn)成品和成品的硬度檢驗(yàn)工作量猛增，同時(shí)由于布氏硬度在測(cè)量上和高硬度范圍不能滿足成批零件硬度檢驗(yàn)的需要，而洛氏硬度是采用直接測(cè)量壓痕深度作為洛氏硬度值，并能適應(yīng)高硬度范圍測(cè)試需要，因此洛氏硬度成為生產(chǎn)車間現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的主要測(cè)試手段。

一。試驗(yàn)原理
1．        試驗(yàn)原理的物理意義：在初負(fù)荷F0及總負(fù)荷F分別作用下，將壓頭（金剛石圓錐體或鋼球）壓入試樣表面，然后卸除至負(fù)荷F1，在初負(fù)荷下用測(cè)量壓痕深度的殘余增量e值計(jì)算洛氏硬度。
    具體地說(shuō)，洛氏硬度試驗(yàn)法采用1200 金剛石圓錐體或淬硬鋼球作為壓頭，在施加10kgf(98N)力的初負(fù)荷下，再分別加上50kgf(490N)、90 kgf(882N)和140 kgf(1372N)的主負(fù)荷。在卸除主負(fù)荷保留初負(fù)荷下測(cè)量壓頭壓入試樣表面深度，通過(guò)一定的關(guān)系來(lái)反映洛氏硬度值的高低。其符號(hào)用HR表示，標(biāo)尺符號(hào)加在其后，如用C標(biāo)尺則為HRC，如用A則為HRA等。
2．        計(jì)算公式：根據(jù)試驗(yàn)原理，洛氏硬度值為常數(shù)k減去壓痕深度的殘余增量e .
標(biāo)準(zhǔn)洛氏硬度實(shí)驗(yàn)，采用金剛石壓頭，其標(biāo)尺常數(shù)k=0.20mm;采用鋼球壓頭，其標(biāo)尺常數(shù)k=0.26mm。以e表示 ，其中c=0.002,
HR=K－ ，
則HR（A.C）=100-e
  HR(B)=130-e
式中：HR---洛氏硬度符號(hào)；
      A，B，C---洛氏硬度的不同標(biāo)尺符號(hào)；
      k---標(biāo)尺常數(shù)；
      h1---卸除主負(fù)荷后的壓入深度（㎜）
      h0---初負(fù)荷作用下的壓入深度（㎜）
      C---一個(gè)洛氏硬度單位（㎜）
從試驗(yàn)過(guò)程及計(jì)算公式中可以看出，洛氏硬度試驗(yàn)是在同樣的試驗(yàn)條件下，用壓頭壓入試樣的深度多少來(lái)反映被測(cè)試材料硬度的高低，壓痕深度的殘余增量（h1-h0）愈大，硬度愈低；（h1-h0）愈小，硬度愈高。
3．        標(biāo)尺常數(shù)k值；k值定為100和130的原因，主要是由于壓頭的形狀與被測(cè)材料軟硬程度的不同。具體地說(shuō)，當(dāng)壓頭為金剛石圓錐體時(shí)，因?yàn)镠RC（A）規(guī)定用于測(cè)量軟硬的材料，一般不會(huì)出現(xiàn)壓入深度為0.2㎜而使硬度值為零的情況。鋼球壓頭多數(shù)用于測(cè)量較軟的金屬，壓入深度較深，有時(shí)可能達(dá)到0.2㎜，甚至更多。若k值定為100，計(jì)算結(jié)果硬度值會(huì)等于零甚至出現(xiàn)負(fù)值。洛氏硬度試驗(yàn)中，施加初負(fù)荷后，主要是為了確定壓入深度的起點(diǎn)，消除壓頭，試樣和工作臺(tái)之間的間隙以及試樣表面凹凸不平對(duì)硬度顯示值的影響，保證試驗(yàn)結(jié)果的正確性。


維氏硬度試驗(yàn)法是在1925年由英國(guó)人史密斯（R.L.Smith）和桑德蘭德（G.E.Sandland）提出的，后由英國(guó)的維克斯-阿姆斯特朗（Vickers-Arm-Strand）公司制造這種儀器而得名。
一. 試驗(yàn)原理
將一個(gè)相對(duì)面夾角為1360的正棱錐金剛石壓頭選定的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量壓痕兩對(duì)角線
長(zhǎng)度，取其平均值計(jì)算壓痕表面積。
二、計(jì)算公式
   根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，維氏硬度值是實(shí)驗(yàn)力除以壓痕表面積，其計(jì)算公式如下：
                    
式中，   F------實(shí)驗(yàn)力（kgf或N）；
         S------壓痕表面積（mm2）
         
若以“kgf”表示
                  
若以“N”表示，
                  
      式中      l-------正方形邊長(zhǎng)（mm）；
                h-------錐角頂端到壓痕邊中點(diǎn)的距離（mm）；
                d-------對(duì)角線長(zhǎng)度（mm）。