塑料球压痕法硬度的测定试验一般是先测得压痕器上的负荷Fm,再计算折合成试验负荷Fr,最后计算出球压痕硬度值 HB。
洛氏硬度由压头上的负荷从规定初负荷增加到主负荷,然后再恢复到初负荷时的压入深度净增量求出。
采用邵氏A型和邵氏D型的硬度计。
读数可以用邵氏硬度 A/15:45的形式报告,A是硬度计的类型,15是 15s,它是将压座与试样紧密接触后与读数之间的时间,而45是读数值。又如,邵氏硬度 D/1:60,是指在1s之内读取的D型硬度计示值为60,或由最大值指示器得到的读数。
橡胶国际硬度 IRHD 这样确定:当 IRHD等于0时,表示材料的杨氏弹性模量为0;当 IRHD等于100时,表示材料的杨氏弹性模量为无限大。
在通常情况下应满足如下条件:1)橡胶国际硬度的增量总是近似地表示相同比例的杨氏弹性模量的增量。2)对于高弹性橡胶,橡胶国际硬度和邵尔A型硬度的数值大致相同(即IRHD约等于HA)。
对表面平坦而且两面平行的硫化橡胶或热塑性橡胶国际硬度的四种测定方法是:①方法 N,常规试验;②方法 H,高硬度试验;③方法 L,低硬度试验;④方法 M,微型试验。对于弯曲表面表观硬度的测定也有四种方法,分别为方法 CN、CH、CL、和 CM。
这些方法的主要区别在于钢球的直径和压入力的大小,应根据特定的用途选择合适的方法。
硫化橡胶或热塑性橡胶使用下列标尺的压入硬度(邵尔或邵氏硬度)试验方法:
1)A标尺,适用于普通硬度范围,采用 A标尺的硬度计称邵氏A型硬度计。
2)D标尺,适用于高硬度范围,采用 D标尺的硬度计称邵氏D型硬度计。
3)AO标尺,适用于低硬度橡胶和海绵,采用AO标尺的硬度计称邵氏AO型硬度计。
4)AM标尺,适用于普通硬度范围的薄样品,采用AM标尺的硬度计称邵氏 AM型硬度计。
使用邵氏硬度计,标尺的选择如下:D标尺值低于20时,选用A标尺;A标尺值低于20时,选用AO标尺;A标尺值高于90时,选用D标尺;薄样品 (样品厚度小于 6mm) 选用AM标尺。
邵氏A型、D型、AO型和AM型硬度计测量结果分别用 ShoreA、ShoreD、ShoreAO和ShoreAM单位表示。
邵式硬度有时候也称为肖式硬度(有人说不可混用,但是笔者看到很多权威书籍混用了),对于大部分普通硬度橡胶来说,HS(邵氏或肖式)其实就是HA(邵氏中的A型)。笔者还是习惯于将HS称为肖式,沿用金属习惯;将HA称为邵氏,沿用橡胶习惯。当然这只是习惯,其实也没那么大不了。
下文为从不同参考资料获取的硬度和弹性模量之间的换算公式,存在一定差距,但基本规律一致。
需要注意,橡胶的类型有很多,成分也不同。笔者建议,如果有实验条件,最好还是参考实验数据。
1)所用的硬度计不同
邵氏硬度用Shore Durometer
肖氏硬度用Shore Scleroscope
2)测试方法不同
邵氏硬度:静态挤压测量法。通过将一个与弹簧相连的针形压头压在材料表面上,然后测量压头的深度来确定材料的硬度。
肖氏硬度:动态回弹测量法。将规定的金刚石冲头从固定的高度落在试样的表面上,冲头弹起一定高度,将弹起高度与下落高度之比用以计算肖氏硬度。
3)标示不同
邵氏硬度:HA、HC、HD。A型适用于测量软质材料,如软橡胶、软塑料,多元脂、皮革、蜡等;D型适用于测量硬质材料,如硬塑料、玻璃、压克力、印刷板、硫化橡胶等;C型适用于测量橡胶、塑料中含有发泡剂制成的微孔材料。在我国多用HA和HD。
肖氏硬度:HS。
4)适用材料不同
邵氏硬度:通常用于测量塑料、橡胶、皮革、纸张等非金属材料的硬度。在橡胶、塑料行业中常用邵氏硬度。
肖氏硬度:适用于测定黑色金属和有色金属的硬度值。在冶金、重型机械行业中的中大型工件,例如大型构件、铸件、锻件、曲轴、轧辊、特大型齿轮、机床导轨等工件常用。