硬度是什麼？
硬度測量是透過測量在規定的負荷下將規定的壓頭壓入材料表面所產生的壓痕來確定硬度值的測試。布氏 (ISO 6506)、維氏 (ISO 6507) 和洛氏 (ISO 6508) 是常見的標度。
硬度的目的
目的是快速驗證材料的熱處理狀況和強度等級。
硬度適用於哪些產品？
- 鋼和鑄鐵
- 鋁和銅合金
- 熱處理零件
- 焊接接頭和塗層
硬度應用於哪些行業？
與硬度相關的標準
- ISO 6506（布氏硬度）
- ISO 6507（維氏硬度）
- ISO 6508（洛氏）
- ASTM E10
- ASTM E18
- ASTM E384
硬度的測試條件
- 壓頭
- 球體、鑽石金字塔或鑽石錐體，取決於尺寸
- 載入
- 標準中根據規模和材料定義
- 停留時間
- 標準中定義的負載施加持續時間
- 測量次數
- 標準中定義的一些壓痕；平均
硬度的測試設備
- 布氏、維氏和洛氏硬度測試機
- 校準參考硬度塊
- 壓痕測量光學系統
- 標本製備台
硬度的樣品要求
- 表面必須平整且達到標尺要求的粗糙度
- 試樣厚度必須是標準中定義的壓痕深度的倍數
- 壓痕與邊緣以及彼此之間必須有足夠的距離
- 測量過程中樣品不得移動
硬度的測試時程
每次測量的分鐘數；簡而言之，以及標本製備。
硬度的測試程序
- 1使用參考區塊驗證機器。
- 2選擇適當的規模和負載。
- 3表面已準備好。
- 4製作並測量規定數量的壓痕。
- 5計算硬度值並取平均值。
硬度的允收準則
驗收標準在產品標準或規格中以硬度範圍的形式給出。
結果評估
硬度標度 (ASTM E140) 之間的換算表為近似值；如果規範要求給定範圍內的值，則必須按照該範圍進行測量。顯微硬度或儀器壓痕用於薄塗層。
硬度測試報告
- 適用標準及規模
- 負載和壓頭
- 儀器檢定記錄
- 單一壓痕值和平均值
- 測量位置
認證
EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證，根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。
是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準；由於認證是基於方法的，因此範圍在報價階段以書面形式確認。
範圍和授權相關規定
- 產品標準及製造規範
金屬與冶金測試 — 此測試領域涵蓋哪些內容？
以下段落說明 硬度 測試所屬的領域；此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。
金屬與冶金測試決定金屬或焊接接頭能承受的負載、破壞方式及內部結構。此族群的結果通常不是針對產品本身，而是針對材料的身分：鋼材是否真為所宣稱的等級、焊縫是否具備設計所預期的強度、鑄件是否含有不可接受的內部缺陷？
此領域的實務重要性源自一項事實：金屬零件很少是漸進式損壞的。塑膠零件會變形、老化、開裂，通常會有預兆。相對地，焊縫或緊固件往往在毫無預警下斷裂——尤其涉及疲勞與脆性斷裂時。因此在壓力設備、起重設備、結構鋼與管線等領域，材料測試是法規的要求，而非設計上的選擇。
此族群結合三類方法群組，各自回答不同的問題。機械測試量化材料在負載下的行為。非破壞性檢測在不損壞零件的情況下尋找缺陷。金相分析與化學分析則解釋材料為何呈現該行為——透過晶粒結構、相分布、夾雜物含量與合金成分來說明。
這些測試的允收標準幾乎從不來自測試標準本身，這正是理解此領域的關鍵。測試標準說明如何進行量測；可接受的數值則來自產品標準、材料等級或製造規範。ISO 6892-1 說明如何進行拉伸試驗；EN 10025 則說明該鋼材應具備多少 MPa 的降伏強度。閱讀報告時，判斷依據的是哪一項產品標準至關重要。
取樣在此領域是結果不可分割的一部分。取自同一爐次的兩個試片，可能因取樣方向與位置不同而得出不同數值；在軋製產品中，平行與垂直於軋延方向的試片會產生不同結果。因此產品標準也規範取樣位置與方向，報告必須記載此資訊。
此領域的方法群組
機械測試
拉伸、壓縮、彎曲、缺口衝擊（夏比）、硬度（布氏、維氏、洛氏）、疲勞、潛變與破壞韌性。這些以數值形式呈現材料在負載下的行為。
非破壞性檢測
射線檢測、超音波檢測、滲透檢測、磁粒檢測與目視檢測。在不損壞零件的情況下尋找表面與內部缺陷，是焊接製造不可或缺的步驟。
金相分析
試片製備、蝕刻與顯微檢驗。評估晶粒尺寸、相分布、夾雜物含量、滲碳深度與焊接熱影響區。
化學分析
以光學發射光譜儀與濕式化學驗證合金成分；材料等級的確認即透過此步驟完成。
腐蝕行為
鹽霧、孔蝕與縫隙腐蝕、晶間腐蝕測試。在不鏽鋼中，這些可作為熱處理品質的指標。
此領域常見混淆之處
- 材料證書（如 EN 10204 3.1）並非測試報告，而是製造商的聲明。在關鍵應用中會進行獨立驗證，兩者不應混淆。
- ASTM 與 ISO 拉伸試驗量測相同的物理量，但採用不同的試片幾何形狀；結果不被視為直接等同，實際採用哪一種以規格書要求為準。
- 硬度與強度之間的換算表僅為近似值。以硬度推算降伏強度不足以作為材料允收的充分證據。
- 在非破壞性檢測中，「未發現缺陷」並不代表沒有缺陷；可能存在低於該方法偵測極限的缺陷。報告必須註明所用方法與靈敏度等級。
- 焊縫合格並不代表焊工或焊接程序已獲得資格認證；兩者是各自獨立的過程。
這些結果支持哪些決策
- 驗證材料證書並允收進廠材料
- 焊接製造核准；焊工與焊接程序資格認證
- 壓力設備與結構構件的製造管制
- 故障分析與現場損壞根本原因判定
- 驗證熱處理與表面處理製程
相關測試
關於硬度的常見問題
洛氏值可以轉換為布氏值嗎？
ASTM E140 轉換表給出了近似值，但帶有與材料相關的偏差。如果規範要求特定比例的值，則必須直接在該比例上進行測量。