划痕硬度检测方法概述及原理

划痕硬度检测方法早在1722年开始应用。以后Mobs在1822年所著的“矿物学基础”一书中明确提出硬度的十级分级，从此正式命名为莫氏硬度。当时多用于非金属(特别是矿物)的硬度测定，以后由于划痕硬度检测方法有其独特的优点，又被发展而应用于金属材料，所以沿用至今。有些国外的显微硬度计(如MINLOAD)上还带有专用于划痕硬度的压头。更多硬度检测技术文章：http://www.101718.com/tech/use/

现在常用的划痕硬度检测方法有两种类别。一种是两物体互相刻画来比较硬度；另一种则是在负荷作用下，用一个金刚石压头来刻画。划痕硬度检测方法可以分为：莫式硬度检测方法、李德日维耶硬度检测方法、马尔顿斯划痕硬度检测方法。下面分别对这几种划痕硬度检测方法的原理做下简要描述：

划痕硬度检测方法——莫式硬度检测方法原理：
莫氏硬度是以材料抵抗刻画的能力作为衡量硬度的依据。莫氏硬度的标度是选定十种不同矿物，从软到硬分为十级。如果一种材料不能用硬度标号为n的矿物刻画出划痕，而只能用硬度标号为(n-1)的硬度物刻画出划痕时，它的硬度就在此两种硬度标号之间，即为(n-1/2)级。后来，莫式硬度的应用范围日益扩大，级数也有所增加。

划痕硬度检测方法——李德日维耶硬度检测方法原理：
在莫氏硬度的基础上，考虑到十级分级，高硬度范围中相邻几级标准物质间的硬度相差很大，因此增加了级数。

划痕硬度检测方法——马尔顿斯划痕硬度检测方法原理：
将标准压头在一定的负荷作用下压入被测物体表面内，然后使压头移动，则在金属表面刻画出一条划痕。硬度值是用某一定的负荷下划痕的宽度或用刻画出一定宽度的划痕所需的负荷来表示。用具有90°锥角的金刚石锥体，刻画出10um（0.010mm）宽的划痕所需的负荷为硬度的量度，其公式如下：

Hm≈F/d
式中：F——垂直负荷；

            d——划痕宽度/mm；

但很多研究者指出，马尔顿斯的划痕硬度值应把负荷除以划痕宽度d的平方来度量，

即为：H'm≈F/d²

关于划痕宽度的测量，应注意由于划痕硬度检测时首先要产生大的塑性变形。划痕两边会产生凸缘的(见图)。在测量时，不应测量划痕凸缘(c)和外边缘(d)，而应测量真实划痕(b)的宽度。

           划痕横截面图

过去，进行马尔顿斯划痕硬度检测时，分为两个步骤：即划出划痕以及在显微镜下测量划痕的宽度。现在多是在显微硬度计上附带专用的划痕压头，划刻后随即在显微硬度计上进行测量。

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