硬度计HRA和HRB的打压时有什么不同

一、打压核心部件：压头类型完全不同

• HRA 硬度计：采用120° 金刚石圆锥压头。金刚石硬度极高（莫氏硬度 10），圆锥结构能形成尖锐的接触端，可轻松压入高硬度材料表面，且不易磨损（避免因压头形变影响测试精度）。这种压头的设计目的是 —— 在高硬度材料上形成 “浅而尖” 的压痕，通过压痕深度差计算硬度（高硬度材料压痕通常极浅，需尖锐压头确保压痕可测）。
• HRB 硬度计：采用直径 1.5875mm（1/16 英寸）的硬质合金球压头（部分老式设备用钢球，但硬质合金球耐磨性更好，现多为标配）。合金球呈圆形，接触材料时为 “面接触” 而非 “点接触”，能避免压头刺穿较软的材料；同时，圆形压头的缓冲性更强，可减少对低硬度材料的过度挤压（防止材料变形过大或碎裂）。

二、打压载荷：初载荷相同，主载荷差异显著

• 初载荷：二者完全一致，均为98.07N（约 10kgf）。这一步的目的是让压头与材料表面紧密接触，消除材料表面微小凹凸或压头与工作台的间隙，确保后续主载荷压入时的起点统一，避免测试误差。
• 主载荷：差异极大，直接对应不同硬度材料的需求：
  • HRA：主载荷为490.33N（约 50kgf），总载荷（初载荷 + 主载荷）为588.4N（约 60kgf）。高硬度材料（如硬质合金、淬火钢）的抗变形能力强，需要更大的总载荷才能形成可测量的压痕；同时，120° 金刚石圆锥的 “尖形” 设计，能将总载荷集中在极小的接触面积上（压强极高），确保压头可压入硬材料。
  • HRB：主载荷为882.6N（约 90kgf），总载荷为980.7N（约 100kgf）。看似 HRB 总载荷更大，但因压头是 “1.5875mm 合金球”，接触面积远大于金刚石圆锥（圆形面接触 vs 尖点接触），实际作用在材料上的 “压强” 反而更低 —— 这是为了适配软质材料（如软钢、黄铜、铝合金）：若用高压强的 HRA 载荷 + 压头，会导致软材料被压出过深甚至穿透性的压痕，无法准确计算硬度；而 HRB 的 “大载荷 + 大接触面积”，能形成 “深而圆” 的稳定压痕，同时避免材料损坏。

三、打压过程：压痕形态与深度逻辑不同

• HRA 打压过程：
  1. 加初载荷（98.07N）：金刚石圆锥轻微压入高硬度材料，形成极浅的 “初始压痕”（深度通常仅几微米）；
  2. 加主载荷（490.33N）：总载荷下，圆锥尖部强行压入材料，因材料硬度高，压痕仅轻微加深（深度增量小）；
  3. 卸除主载荷（保留初载荷）：高硬度材料的弹性形变极小，压痕深度几乎无回弹，最终通过 “主载荷压痕深度 - 初载荷压痕深度” 的差值，代入公式计算 HRA 值（HRA 值范围通常为 20-88，值越高硬度越大）。
     核心特点：压痕 “浅、尖、无明显回弹”，深度差小，依赖尖锐压头和高压强确保压痕可测。
• HRB 打压过程：
  1. 加初载荷（98.07N）：合金球与软材料接触，形成较浅的初始压痕（因材料软，压痕深度略大于 HRA 的初始压痕）；
  2. 加主载荷（882.6N）：总载荷下，合金球明显压入材料，形成较深的 “主载荷压痕”（深度通常几十微米）；
  3. 卸除主载荷（保留初载荷）：软材料有一定弹性形变，压痕会轻微回弹（深度略有减小），最终通过 “主载荷压痕深度 - 回弹后的压痕深度” 的差值计算 HRB 值（HRB 值范围通常为 20-100，值越高硬度越大，超过 100 时需换更硬的标尺如 HRC）。
     核心特点：压痕 “深、圆、有轻微回弹”，深度差大，依赖圆形压头和低压强避免材料过度损坏。

四、打压适配场景：针对的材料硬度完全错开

• HRA 打压适配材料：高硬度、高脆性材料，如硬质合金（钨钢）、淬火后的高碳钢、陶瓷（部分）、高速钢等。这类材料若用 HRB 测试，合金球压头会因材料过硬而无法压入（甚至压头损坏），无法形成有效压痕；而 HRA 的金刚石圆锥 + 高压强，能精准测其硬度。
• HRB 打压适配材料：中低硬度、有一定塑性的材料，如退火软钢（Q235）、黄铜（H62）、铝合金（6061）、紫铜等。这类材料若用 HRA 测试，金刚石圆锥会直接刺穿或压出过深压痕，压痕深度差超出仪器测量范围，导致硬度值无效（通常显示 “超出上限”）；而 HRB 的合金球 + 低压强，能稳定测其硬度。