由于检测的对象不同，超声硬度计和谷物硬度计在材质上还是存在着明显的差异的。超声硬度计使用的测头是镶有金刚石的，硬度比较的大，可以用在比较坚硬的产品上。在压头带有磁致伸缩传感器的基础上就可以构造出小型轻便的硬度计。超声硬度试验中机械接触的等效系统,谐振杆自由端的维氏压头与被试材料表面相接触,利用谐振驱动电路和压电效应,在杆另一端产生法向作用力,谐振杆被激励,产生超声频率的纵向振动。

这是一种动态的测试方法,施加静载以得到压痕,用装有压头的谐振杆的谐振频率增量来确定压头与被试材料的接触面积,以此来评价硬度。由于测试中所需静载很小,相应的压痕也很小,是一种无损测试方法,对局部硬化表面和薄小件也同样适用。若以不同的载荷对同一点进行测量,可分别得出材料的弹性和塑性硬度以及弹性模量,因此,这种硬度计不仅使用方便,结果准确,对材料无损,而且也是多用途的。

与其他硬度试验仪器的性能比较

传统的硬度试验仪器,如布氏、洛氏、维氏硬度试验机,都是将特定压头以一定的静载荷压入被试材料表面,在其表面产生压痕,再用机械或光学的方法直接测量此压痕的大小,来评价被试材料的硬度。表征材料硬度值的压痕应是加载时材料的全部变形,但由于硬度值是在卸载的情况下读取的,被测的压痕只是残余的塑性变形,变形中的弹性恢复被忽略了。另一方面,硬度值是在假定压痕是压头真实几何形状反映的前提下确定的,而实际上残余的压痕与压头形状并不完全相符。

以上两个因素对测量值的影响取决于被试材料的弹性模量和屈服极限。超声硬度试验的实质是通过谐振频率增量对压痕间接估值,测量是在测头与被试材料接触的加载情况下进行的,因此,可以避免传统硬度试验中压痕弹性恢复和压痕变形的问题。除超声硬度计之外,另一种发展较快且自动化程度较高的新型便携式硬度计是里氏硬度计。

它是基于非完全弹性碰撞原理,通过碰撞中的冲击能量损失确定硬度值的硬度计。由于里氏硬度值的大小取决于被试材料压痕中弹性变形功在全部变形功中所占的比例,而碰撞过程时间极快,使压痕产生过程极短,因此任何影响冲击体回弹速度,消耗冲击能量,使压痕产生不充分的因素都会对测量造成影响,使其在应用过程中的技术条件受到一定的限制。里氏硬度试样的技术条件主要包括试样的质量、表面粗糙度、厚度和几何形状等方面, 与超声硬度计的对比情况。中国粮油仪器网    http://www.grainyq.com/