關于布、洛、維硬度計

請問下這三種硬度計的特點，他們分別用于測量什么樣的材料，有什么區別和共同之處？謝謝！！

布氏硬度試驗法是在1900年，由瑞典工程師布利納爾（F?Brinell）提出的，這種試驗方法。由于其壓痕較大，因而硬度值受試樣成分的偏析和組織的不均勻等因素的影響比較小，其試驗結果分散度小，重復性好，能比較客觀的反映出度樣的宏觀硬度，于是成為使用最早、應用最廣泛的試驗方法之一。

一、試驗原理
1．        布氏硬度試驗原理：用一定直徑（D）的鋼球或硬質合金球，以相應的試驗力（F）壓入試樣表面，經規定的保持時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕直徑（d）。根據d可以計算出壓痕球形表面積（s）。此面積上承受的平均壓力就稱為布氏硬度值，單位為kgf/mm2。布氏硬度的符號用HB表示。
2．        計算公式：根據試驗原理，布氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商，其計算公式如下：
                    
式中：F—試驗力（kgf 或 N）
S—壓痕的球形表面積（mm2）
根據立體幾何可知，壓痕的球形表面積S：

   式中：D—鋼球或硬度質合金球壓頭直徑（mm）
         h—壓痕深度（mm）
所以   
由此可見，當F、D一定時，則HBS 與h成反比。即h愈低，反之HB愈高。
   由于各種材料軟硬程度不同，當鋼球壓入試樣表面時，會引起凹凸壓痕，所以要精砷測量壓痕深度h 是困難的。在實際工作中，我們可以通過幾何方法求出壓痕直徑d與壓痕深度h的關系。
         
代入上式，若試驗力F單位用kgf 表示得：

若試驗力F單位用N表示得：

式中：d—壓痕直徑（mm）
   一般硬度試驗時均不必用此公式去計算，而是在測得壓痕直徑（d）后，通過查表得布氏硬度值。
   壓頭為鋼球時，布壓硬度用HBS表示；壓頭為硬度合金球時，用HBW表示。


洛氏硬度試驗法是在1919年由美國人洛克威爾（S.P.Rocrwell）提出的。當時，在美國隨著汽車工業的迅速發展，在生產過程中對零件產成品和成品的硬度檢驗工作量猛增，同時由于布氏硬度在測量上和高硬度范圍不能滿足成批零件硬度檢驗的需要，而洛氏硬度是采用直接測量壓痕深度作為洛氏硬度值，并能適應高硬度范圍測試需要，因此洛氏硬度成為生產車間現場檢驗的主要測試手段。

一。試驗原理
1．        試驗原理的物理意義：在初負荷F0及總負荷F分別作用下，將壓頭（金剛石圓錐體或鋼球）壓入試樣表面，然后卸除至負荷F1，在初負荷下用測量壓痕深度的殘余增量e值計算洛氏硬度。
    具體地說，洛氏硬度試驗法采用1200 金剛石圓錐體或淬硬鋼球作為壓頭，在施加10kgf(98N)力的初負荷下，再分別加上50kgf(490N)、90 kgf(882N)和140 kgf(1372N)的主負荷。在卸除主負荷保留初負荷下測量壓頭壓入試樣表面深度，通過一定的關系來反映洛氏硬度值的高低。其符號用HR表示，標尺符號加在其后，如用C標尺則為HRC，如用A則為HRA等。
2．        計算公式：根據試驗原理，洛氏硬度值為常數k減去壓痕深度的殘余增量e .
標準洛氏硬度實驗，采用金剛石壓頭，其標尺常數k=0.20mm;采用鋼球壓頭，其標尺常數k=0.26mm。以e表示 ，其中c=0.002,
HR=K－ ，
則HR（A.C）=100-e
  HR(B)=130-e
式中：HR---洛氏硬度符號；
      A，B，C---洛氏硬度的不同標尺符號；
      k---標尺常數；
      h1---卸除主負荷后的壓入深度（㎜）
      h0---初負荷作用下的壓入深度（㎜）
      C---一個洛氏硬度單位（㎜）
從試驗過程及計算公式中可以看出，洛氏硬度試驗是在同樣的試驗條件下，用壓頭壓入試樣的深度多少來反映被測試材料硬度的高低，壓痕深度的殘余增量（h1-h0）愈大，硬度愈低；（h1-h0）愈小，硬度愈高。
3．        標尺常數k值；k值定為100和130的原因，主要是由于壓頭的形狀與被測材料軟硬程度的不同。具體地說，當壓頭為金剛石圓錐體時，因為HRC（A）規定用于測量軟硬的材料，一般不會出現壓入深度為0.2㎜而使硬度值為零的情況。鋼球壓頭多數用于測量較軟的金屬，壓入深度較深，有時可能達到0.2㎜，甚至更多。若k值定為100，計算結果硬度值會等于零甚至出現負值。洛氏硬度試驗中，施加初負荷后，主要是為了確定壓入深度的起點，消除壓頭，試樣和工作臺之間的間隙以及試樣表面凹凸不平對硬度顯示值的影響，保證試驗結果的正確性。


維氏硬度試驗法是在1925年由英國人史密斯（R.L.Smith）和桑德蘭德（G.E.Sandland）提出的，后由英國的維克斯-阿姆斯特朗（Vickers-Arm-Strand）公司制造這種儀器而得名。
一. 試驗原理
將一個相對面夾角為1360的正棱錐金剛石壓頭選定的試驗力壓入試樣表面，經規定的保持時間后，卸除試驗力，測量壓痕兩對角線
長度，取其平均值計算壓痕表面積。
二、計算公式
   根據實驗原理，維氏硬度值是實驗力除以壓痕表面積，其計算公式如下：
                    
式中，   F------實驗力（kgf或N）；
         S------壓痕表面積（mm2）
         
若以“kgf”表示
                  
若以“N”表示，
                  
      式中      l-------正方形邊長（mm）；
                h-------錐角頂端到壓痕邊中點的距離（mm）；
                d-------對角線長度（mm）。