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读懂塑料检测报告中“洛氏硬度”与“球压痕硬度”的差异

嘉峪检测网        2023-03-21 19:46

塑料的硬度测试
 
塑料的硬度测试方法常见有两种:塑料洛氏硬度与球压痕硬度。两种硬度测试原理不同,所以决定了其测试方法的差异性。
 
1、塑料洛氏硬度
 
对于塑料洛氏硬度,依据国际标准ISO 2039-2,用规定的压头对试样先施加初试验力,接着再施加主试验力,保留初试验力,用前后两次初试验力作用下压头压入试样的深度差h=h2-h1计算出的硬度值。
 

硬度标尺

压头直径

初载荷

主载荷

HRR

12.7mm

98.07N

588.4N

HRL

6,35mm

98.07N

588.4N

HRM

6.35mm

98.07N

980.7N

HRE

3.175mm

98.07N

980.7N

 
注:源自ISO 2039-2
 
2、塑料球压痕硬度
 
而塑料球压痕硬度,依据国际标准ISO 2039-1规定,把规定直径(5 mm)的钢球在规定的试验负荷作用下,垂直压入试样表面保持一定时间后,在负荷下测定压痕深度,并求出压痕面积,以单位面积上承受的力来表示硬度大小的试验。初试验力为9.8N,主试验力为49.0N,132N, 358N, 490N, 961N。示意图如下:
 
 

 
试样厚度应均匀,表面光滑、平整、无气泡、无机械损伤及杂质等。 
 
试样厚度不应小于4mm,试样大小应保证每个测量点中心与试样边缘距离不小于 10mm,各测量点中心之间的距离不小于10mm。 
 
实验步骤 
 
    1.根据材料硬度选择适宜的实验负荷。装上压头,把试样放在工作台上,使测试表 面与加荷方向垂直接触。 
 
    2.旋转三周,把深度指示仪表调到零点。 
 
    3.将所选择的实验负荷平稳地施加到试样上,保持负荷30s,立即读取压痕深度h1(mm)。 
 
   4.必须保证压痕深度在0.15~0.35mm 的范围内。若压痕深度不在规定范围内,则应改变实验负荷,使达到规定的深度范围。  
 
通过上述定义可知,两种硬度测试方法存在本质区别。
 
1、塑料洛氏硬度与金属洛氏硬度类似,硬度值为无量纲,表征了材料抵抗不可恢复变形的能力;
 
2、而球压痕硬度值单位为N/mm2,表征了材料抵抗变形的能力,与马腾氏硬度定义类似,此处包含了材料的弹性和塑形变形。
 
两种硬度测试方法中,测量误差的引入通常与如下因素相关:
 
1、仪器机架弹性补偿值的设定误差;
 
2、保载时间的确定;
 
3、样品平整度;
 
4、试样厚度的影响。
 
基于国内外塑料行业各大公司的统计数据发现,相对于塑料洛氏硬度测试而言,球压痕硬度测试的结果重复性较差,并且对于样品的加工质量与精度要求较高。
 
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来源:国高材分析测试中心