1812年由德国矿物学家莫斯(Frederich Mohs)提出表示矿物硬度的一种标准。他利用的方法就是划痕法,先将试验前期撞脑袋得到的硬材料“金刚石”,作为统一量具,将其制作成棱锥形金刚钻针,然后刻划试验矿物,将矿物表面发生的划痕按深度分为10级,布氏硬度计,得到相对硬度。
莫斯分别测量了十种矿石,并定义了等级。滑石(talc)1级(硬度),石膏(gypsum)2级,方解石(calcite)3级,萤石(fluorite)4级,磷灰石(apatite)5级,正长石(feldspar;orthoclase;periclase)6级,合川区硬度计,石英(quartz)7级,黄玉(topaz)8级,刚玉(corundum)9级,金刚石(diamond)10级。这就是早的硬度表,人们称为“莫氏硬度表”。
后来人们根据这一原理,不断的延伸,便携式硬度计,测量了各种材料的莫氏硬度。直到更加完善的现代硬度测量仪的出现之前,一直延用这一办法。
莫氏硬度标准是随意定出的,划痕的深浅很大程度上取决实验者的力气。莫氏硬度并不能地用于确定材料的硬度,例如10级和9级之间的实际硬度差就远大于2级和1级之间的实际硬度差,但方便实用。常用以测定天然矿物的相对硬度。
经过多年的完善,现在我们使用莫氏硬度计测量矿物质硬度的10种矿物质标准。莫氏硬度值并非硬度值,而是按硬度的顺序表示的值。莫氏硬度计所测的相对硬度用1~10数字表示,根据实测情况,可分别用等于、大于、小于某硬度级别,表示样品莫氏硬度值或范围在肉眼鉴定矿物时,通常采用刻划法确定其硬度,并以“莫氏硬度计”中所列举的十种矿物作为对比的标准。
里氏硬度计属于计量检测仪器,在保证产品质量、进行失效分析方面起着重要作用,因此选择好里氏硬度计对于使用者来说是个关键问题。
真正的里氏硬度计是符合国家标准和国际标准且具有互换一致性的。虽然中国有关部门制定了里氏硬度计国家标准,有些生产厂家的技术实力由于达不到生产符合标准里氏硬度计的水平,因此采用修正的方法生产里氏硬度计,其产品虽也名为里氏硬度计,但与真正的里氏硬度计相去甚远,原本测值不准的硬度计经过修正后也可以达到测试硬度试块准确的要求,因此用户要选择好里氏硬度计需要注意真正里氏硬度计的以下特征:
1)冲击装置具有互换性。里氏硬度计的一台主机可以同时配置七种不同类型的冲击装置;若干支同一种类的冲击装置可以配置在一台主机上。
2)冲击装置的冲头具有可更换性。里氏硬度计冲击装置的冲头具有可更换性。同一种类冲击装置的冲头可以相互替换而不影响测值。
3)里氏硬度计不具有可调整性。里氏硬度计出厂后不具有可调整性,显微维氏硬度计,由于球头的磨损造成测值不准时,应采用更换球头的办法解决。
用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。
测定布氏硬度较准确可靠,但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又方便。
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