了解硬度计（硬度）：定义、用途、类型和实际示例

了解材料的各种特性对于设计能够满足特定功能的零件至关重要。要考虑的一个重要属性是材料的硬度（硬度计）。硬度计是一种标准化方法，用于测量材料的硬度或对因压痕或磨损而导致的局部变形的抵抗力。常用于描述高分子材料和其他非金属的硬度。

硬度（硬度计）是一种无量纲测量。特定材料的硬度是相对于其他材料的硬度而言的，从而使用相同的标度获得值。已经开发出不同的硬度标度来量化和比较不同材料的硬度。本文将定义硬度计、不同的标尺类型和示例。

什么是硬度计（硬度）？

硬度计是指硬度本身，或材料抵抗局部变形的能力。它通常用于测量聚合物和其他非金属的硬度。硬度计也可能指肖氏硬度或肖氏硬度计，以开发肖氏硬度标尺的阿尔弗雷德·肖尔 (Alfred Shore) 命名。术语“硬度计”也用于指测量材料硬度的工具。

硬度计是一个无单位的值。这意味着当使用相同的硬度计刻度时，材料的硬度是相对于其他材料测量的硬度而言的。硬度值范围为 0–100。具有较高值的​​材料比较具有较低值的材料更硬。例如，肖氏硬度为 90A 的高尔夫球比肖氏硬度为 40A 的铅笔橡皮更硬。然而，重要的是仅比较相同范围内的硬度值。肖氏 A 级硬度 40 与肖氏 D 级硬度 40 不同。这是因为硬度值是相对于同一尺度的材料而言的，不同尺度的值之间不存在任何关系。

如何使用硬度计

以下步骤描述了如何进行硬度测试：

1. 确定适当的压脚并将其安装到硬度计上。应使用的肖氏硬度标尺取决于试样材料，而压痕脚的形状和尺寸取决于肖氏硬度标尺。
2. 将测试样本放置在 1/4 英寸或更厚的坚硬平坦表面上。
3. 将硬度计及其压脚放在测试样品的表面上，测试材料的肖氏硬度。
4. 记录肖氏硬度值。

无论采用何种肖氏硬度标尺，测试方法都是相同的。

什么是硬度计（硬度）标度？

硬度计标度是一种描述不同材料硬度的分类，这些材料根据相似的属性（例如刚性和柔韧性）分组在一起。一些硬度（硬度计）标尺，例如肖氏 A 和肖氏 OO，适用于较软的材料。其他硬度（如 Shore D）适用于较硬的材料。每个等级的值范围为 0 到 100，随着硬度值的增加，材料变得更硬。

硬度计有哪些不同类型？

有几种不同类型的硬度（硬度计）标度可以量化不同材料的硬度。 ASTM D2240 是用于测量热塑性弹性体 (TPE)、热固性（硫化）橡胶和弹性体材料等材料硬度的标准测量系统。下面列出了 12 种不同的硬度标度：

1。一个

肖氏 A 型或 A 型硬度计（硬度）标度用于软质和柔性材料，例如：软质橡胶、硫化橡胶和天然橡胶、TPE、柔性热固性材料和聚丙烯酸树脂、蜡、皮革和毛毡。橡皮筋的硬度约为20A，而轮胎胎面的硬度约为70A。 

要了解更多信息，请参阅我们关于肖氏 A 硬度标尺的完整指南。

2。 C

C 型标尺用于“中硬”橡胶、TPE 和塑料，并与 D 型标尺重叠。 C 型标度适用于硬度高于 90B 但低于 20D 的材料。例如，由 TPE 制成的表带的硬度可为 20C，或约 12D。

3。 D

肖氏 D 型或 D 型标度用于较硬的材料，例如硬橡胶和硬质热塑性塑料，例如聚碳酸酯。例如，滑板轮的硬度约为50D，而安全帽的硬度为80D。肖氏 D 标尺适用于肖氏 A 读数高于 90A 的材料。

要了解更多信息，请参阅我们关于肖氏 D 硬度标尺的完整指南。

4。 B

B 型标尺适用于中等硬度的橡胶、TPE、纤维材料和纸制品。该标度适用于硬度超过 90A 但低于 20D 的材料。虽然肖氏 D 也用于超过 90A 的材料，但肖氏 B 可用于测量肖氏 D 标度下端的材料硬度。例如，购物车上的脚轮的硬度为76B或大约90A。

5。中号

M 型标尺用于不规则形状的薄橡胶、TPE 和塑料。示例包括 O 形圈和垫圈。该标度适用于肖氏 A 硬度在 20 到 85 之间的材料。

6。 E

E型硬度计用于测量软橡胶、泡沫弹性体和中密度纺织绕组（如缠绕线和纱线）的硬度。

7。哦

O 型标度适用于软橡胶、TPE 和塑料以及中密度纺织绕组。该标尺适用于硬度低于 20DO 的材料。

8。面向对象

OO 型等级适用于特别柔软的橡胶、TPE、塑料、泡沫、海绵、动物组织和低密度纺织绕组。该标尺适用于硬度低于 20O 的材料。

9。做

DO 型标尺适用于硬度高于 90C 的材料。这包括“中等硬度”的橡胶、TPE 和致密的纺织绕组。 

10。面向对象

OOO 型用于测量极其柔软的材料，例如西装泡沫、开孔和闭孔泡沫。 

11。 OOO-S

OOO-S 型标尺用于测量粘弹性聚合物硬度。这包括自行车座椅、椅垫和凝胶床垫等物品。 

12。 R

与其他标度不同，R 标度不是肖氏硬度，而是洛氏 R 标度。洛氏硬度标度与肖氏硬度标度类似，但通常用于金属而不是塑料。 R 标度最适合金属和硬质 TPE、热塑性材料和热固性材料。

三种最常用的量表是 A、D 和 OO 量表。虽然许多硬度计标度的边界是重叠的（例如肖氏 B 和肖氏 D 都适用于硬度超过 90A 的材料），但这三个标度是全面的，可以覆盖各种不同硬度的材料。但需要注意的是，不同标度之间的硬度值不应进行比较，标度之间的硬度值不应进行换算。

通常用硬度计测量的材料示例有哪些？

下面的列表描述了一些通常用硬度计测量硬度的材料：

1。硫化橡胶

硫化橡胶是通过化学过程和加热硬化的橡胶。硫化使橡胶比传统橡胶更硬、更有弹性。硫化橡胶的硬度通常通过硬度计测量，因此工程师可以确定特定材料是否适合特定应用。硫化橡胶的硬度在 30A 到 70A 之间，通常用于轮胎、鞋类和垫圈。

2。热塑性弹性体

TPE 可用于多种应用，从防风雨密封件和减震器到鞋底和潜水鞋。测量 TPE 的硬度（硬度计）是因为 TPE 通常用于需要耐磨性和柔韧性的高磨损环境。 TPE 硬度范围从 20 Shore OO 到 90A。 

3。弹性材料

弹性体材料通常是热固性材料，例如具有弹性或类橡胶特性的泡沫、海绵和橡胶。弹性体通常用于汽车、消费品、医疗设备等领域的粘合剂、密封件和柔性部件。硬度计经常被测试，因为这些材料满足广泛的应用，其中灵活性很重要。弹性体的硬度通常在 20A 到 90A 之间。

4。 3D 打印材料

3D 打印机长丝和聚合物可用于打印满足各种应用的零件。因此，了解这些材料的硬度对于确保成功设计零件非常重要。 3D 打印材料的硬度值通常比 TPE 和其他弹性体材料更硬。 3D打印材料的硬度值范围从70A到100A。

5。蜂窝材料

多孔材料是被认为是开孔或闭孔材料的多孔材料。例子包括海绵、泡沫、软木和低密度缠绕纺织品。多孔材料通常用于轻质结构、噪音控制和碰撞能量吸收。因此，获得硬度以确定适合不同应用的理想材料。多孔材料的硬度范围为 30–70 Shore OO。

6。凝胶状材料

凝胶状材料是同时具有固体和液体特性的材料。例子包括硅胶、水凝胶和鞋用凝胶鞋垫。肖氏 OO 测试用于测量凝胶状材料的硬度。硬度值通常范围从 10 Shore OO 到 40 Shore OO。

什么是最准确的硬度计（硬度）测试仪？

下面列出了三种最准确的硬度计（硬度）测试仪：

1. Qualitest™ HPE III： 可以认为是最准确的硬度计。它是一种数字硬度计，可提供精确到小数点后一位的硬度值。材料硬度会随着温度的波动而变化。 HPE III 配备热电偶，可以解释测试样本的温度，并在出现波动时提供准确的读数。与模拟仪表相比，数字仪表可以让用户对材料的硬度有更明确的了解，而无需猜测。 
2. Checkline DD-100 硬度计测试仪： 使用带有一位小数点的数字读数来读取硬度读数。此外，由于重力不影响读数，因此可以在任何角度进行硬度测量。 
3. Qualitest™ HPE III 基本版： 一种数字硬度计，可提供精确到小数点后一位的硬度值。