2025年硬度培訓(xùn)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.布氏硬度測試中，當(dāng)測試厚度小于壓痕直徑（）倍時(shí)，需采用薄試樣修正系數(shù)。A.1.5B.2C.2.5D.3答案：C2.洛氏硬度HRC標(biāo)尺使用的壓頭類型為（）。A.10mm硬質(zhì)合金球B.金剛石圓錐（120°）C.1/16英寸鋼球D.立方氮化硼壓頭答案：B3.維氏硬度測試中，當(dāng)試驗(yàn)力為5kgf時(shí)，正確的硬度符號表示為（）。A.HV5B.HV5C.5HVD.Hv5答案：A4.里氏硬度與布氏硬度的轉(zhuǎn)換公式中，最關(guān)鍵的影響因素是（）。A.材料密度B.材料彈性模量C.表面粗糙度D.壓頭沖擊速度答案：B5.測試灰鑄鐵的硬度時(shí)，優(yōu)先推薦的方法是（）。A.洛氏HRAB.布氏HBWC.維氏HV10D.里氏HLD答案：B（灰鑄鐵組織疏松，布氏壓痕大，更能反映整體性能）6.某試樣表面粗糙度Ra=3.2μm，適合的硬度測試方法是（）。A.顯微維氏（試驗(yàn)力≤1kgf）B.努氏硬度C.洛氏HRCD.邵氏A答案：C（顯微硬度對表面粗糙度要求高，Ra需≤0.4μm；邵氏用于軟材料）7.下列關(guān)于硬度計(jì)校準(zhǔn)的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.標(biāo)準(zhǔn)硬度塊應(yīng)與試樣材料、熱處理狀態(tài)一致B.洛氏硬度計(jì)每月至少進(jìn)行一次示值誤差校驗(yàn)C.布氏硬度計(jì)壓頭球面直徑偏差應(yīng)≤0.002mmD.維氏硬度計(jì)對角線測量裝置分辨率需≤0.5μm答案：A（標(biāo)準(zhǔn)硬度塊只需保證硬度值在測試范圍內(nèi)，無需材料完全一致）8.測試304不銹鋼（σb≈520MPa）的硬度，若采用洛氏硬度，應(yīng)選擇的標(biāo)尺是（）。A.HRC（2070）B.HRB（20100）C.HRA（2088）D.HRF（60100）答案：B（304不銹鋼硬度約8095HRB，HRB適用范圍20100）9.維氏硬度計(jì)算公式HV=0.1891×F/d2中，d代表（）。A.壓痕長對角線長度（mm）B.壓痕短對角線長度（mm）C.壓痕兩對角線平均值（mm）D.壓痕對角線算術(shù)平均值（mm）答案：D（需計(jì)算兩對角線的算術(shù)平均值代入公式）10.里氏硬度測試時(shí)，沖擊裝置與試樣表面的夾角允許偏差為（）。A.±2°B.±5°C.±10°D.無角度要求答案：A（角度偏差超過±2°會(huì)顯著影響測試結(jié)果）11.測試厚度為2mm的Q235鋼板硬度，正確的操作是（）。A.直接使用HRC標(biāo)尺測試B.采用表面洛氏HR15N標(biāo)尺C.疊加3mm厚鋼板作為支撐D.改用布氏硬度（F=1000kgf）答案：B（表面洛氏適用于薄試樣，HR15N壓痕深度約0.010.02mm）12.某零件表面經(jīng)滲碳淬火處理，有效硬化層深度0.8mm，測試表面硬度應(yīng)選擇（）。A.布氏HBW（F=250kgf）B.洛氏HRCC.維氏HV0.3D.里氏HLD答案：C（有效硬化層深度0.8mm，維氏小負(fù)荷（≤0.5kgf）壓痕深度約0.020.05mm，避免穿透硬化層）13.布氏硬度測試中，若壓痕呈橢圓形，最可能的原因是（）。A.試樣表面未垂直于壓頭B.試驗(yàn)力保持時(shí)間不足C.壓頭球面有磨損D.試樣內(nèi)部存在偏析答案：A（試樣傾斜會(huì)導(dǎo)致壓痕橢圓，正常壓痕應(yīng)為圓形）14.下列硬度值換算關(guān)系中，正確的是（）。A.200HBW≈20HRCB.300HV≈30HRCC.400HBW≈42HRCD.500HV≈52HRA答案：C（根據(jù)GB/T11721999，400HBW對應(yīng)約4143HRC）15.智能硬度計(jì)的數(shù)據(jù)采集要求中，連續(xù)測試時(shí)相鄰壓痕中心間距應(yīng)不小于（）倍壓痕直徑。A.1.5B.2C.2.5D.3答案：D（避免塑性變形區(qū)域重疊影響后續(xù)測試）16.測試溫度對硬度值的影響中，溫度每升高10℃，金屬材料的布氏硬度約（）。A.升高0.51%B.降低0.51%C.無顯著變化D.波動(dòng)±3%答案：B（溫度升高，材料軟化，硬度降低）17.努氏硬度與維氏硬度的主要區(qū)別是（）。A.壓頭形狀（菱形vs四棱錐）B.試驗(yàn)力范圍（小vs大）C.適用材料（脆性vs塑性）D.壓痕測量方式（長對角線vs對角線平均）答案：D（努氏硬度僅測量長對角線，維氏測量兩對角線平均）18.邵氏硬度（A型）適用于測試（）。A.淬火鋼B.橡膠C.玻璃D.鋁合金答案：B（邵氏A用于軟質(zhì)材料如橡膠、塑料）19.硬度測試結(jié)果的不確定度主要來源不包括（）。A.壓頭幾何尺寸誤差B.試驗(yàn)力控制精度C.操作人員視力差異D.試樣表面顏色答案：D（表面顏色不影響硬度測試原理）20.新版GB/T230.12023《金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法》中，增加了對（）的要求。A.環(huán)境濕度（≤60%RH）B.數(shù)據(jù)可追溯性C.壓頭材質(zhì)（立方氮化硼）D.試樣預(yù)熱時(shí)間答案：B（新版標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化了數(shù)據(jù)記錄與追溯要求）二、判斷題（共10題，每題1分，共10分）1.布氏硬度測試中，試驗(yàn)力保持時(shí)間對鑄鐵應(yīng)比鋼更長。（√）（鑄鐵組織疏松，需更長時(shí)間使壓痕穩(wěn)定）2.洛氏硬度HRC的壓頭是120°金剛石圓錐，試驗(yàn)力為150kgf。（√）（HRC試驗(yàn)力F=150kgf，壓頭120°金剛石圓錐）3.維氏硬度測試時(shí)，若兩對角線長度差超過5%，需重新測試。（√）（GB/T4340.1規(guī)定對角線長度差應(yīng)≤5%）4.里氏硬度可以直接作為仲裁試驗(yàn)結(jié)果。（×）（里氏為間接測量，仲裁需用布氏/洛氏/維氏）5.測試表面有氧化皮的試樣時(shí)，可直接進(jìn)行硬度測試。（×）（氧化皮會(huì)影響壓痕真實(shí)性，需打磨至Ra≤0.8μm）6.硬度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)塊應(yīng)定期送計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)，有效期通常為1年。（√）（標(biāo)準(zhǔn)塊校準(zhǔn)周期一般不超過1年）7.表面洛氏HR30N的試驗(yàn)力為30kgf，壓頭為金剛石圓錐。（√）（表面洛氏N標(biāo)尺試驗(yàn)力30kgf，壓頭與HRC相同）8.布氏硬度值的有效位數(shù)應(yīng)保留到整數(shù)，維氏硬度保留一位小數(shù)。（√）（GB/T231.1規(guī)定布氏取整數(shù)，維氏取一位小數(shù)）9.測試銅合金時(shí)，布氏硬度應(yīng)選擇鋼球壓頭（HBS）而非硬質(zhì)合金球（HBW）。（×）（銅合金硬度較低，可用HBW，HBS僅用于≤450HB的鋼）10.智能硬度計(jì)的自動(dòng)壓痕識別功能可完全替代人工測量。（×）（復(fù)雜表面或異形壓痕仍需人工復(fù)核）三、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述布氏、洛氏、維氏硬度測試方法的主要特點(diǎn)及適用場景。答案：布氏硬度（HBW）：壓痕大，反映材料平均性能，適用于鑄鐵、有色金屬、退火/正火鋼等組織較均勻的材料；洛氏硬度（HRC/HRB）：操作快捷，壓痕小，適用于淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等成品件檢測；維氏硬度（HV）：試驗(yàn)力范圍廣（0.01100kgf），壓痕規(guī)則，適用于薄試樣、表面硬化層、微小區(qū)域（如焊縫熔合線）的硬度測試，以及高精度測量。2.分析影響洛氏硬度測試結(jié)果準(zhǔn)確性的主要因素。答案：①試樣準(zhǔn)備：表面粗糙度（Ra≤0.8μm）、厚度（≥10倍壓痕深度）、平行度（≤0.05mm）；②設(shè)備狀態(tài)：壓頭磨損（金剛石圓錐角度偏差≤0.5°）、試驗(yàn)力誤差（≤±1%）、加荷速度（13s內(nèi)完成主試驗(yàn)力施加）；③操作規(guī)范：壓頭與試樣表面垂直（偏差≤2°）、相鄰壓痕間距（≥3倍壓痕直徑）、試驗(yàn)力保持時(shí)間（一般1015s，軟材料延長至30s）；④環(huán)境條件：溫度（23±5℃）、振動(dòng)干擾（避免設(shè)備受沖擊）。3.維氏硬度測試中，如何選擇合適的試驗(yàn)力？答案：①試樣厚度：試驗(yàn)力選擇應(yīng)滿足壓痕深度≤試樣厚度的1/10（如厚度1mm，壓痕深度≤0.1mm，對應(yīng)試驗(yàn)力約≤5kgf）；②測試區(qū)域大小：壓痕對角線長度應(yīng)≤測試區(qū)域最小尺寸的1/3（如焊縫寬度3mm，對角線長度≤1mm，對應(yīng)試驗(yàn)力約≤30kgf）；③材料硬度范圍：低硬度材料（如鋁合金）用較大試驗(yàn)力（5100kgf），高硬度材料（如淬火鋼）用較小試驗(yàn)力（0.35kgf）以避免壓頭損壞；④標(biāo)準(zhǔn)要求：根據(jù)GB/T4340.1，優(yōu)先選擇試驗(yàn)力使硬度值在501000HV范圍內(nèi)，常用試驗(yàn)力為0.3、1、2.5、5、10、20、30、50、100kgf。4.里氏硬度測試的局限性有哪些？答案：①間接測量：需通過沖擊體反彈速度換算硬度，受材料彈性模量影響大（不同材料需用對應(yīng)轉(zhuǎn)換曲線）；②表面狀態(tài)敏感：表面粗糙度（Ra＞3.2μm時(shí)誤差增大）、曲率半徑（＜30mm時(shí)需用異形支撐環(huán)）、表面硬化層（厚度＜0.8mm時(shí)結(jié)果偏差）；③結(jié)果可靠性：不能作為仲裁試驗(yàn)，測試結(jié)果需與直接法（布氏/洛氏）比對；④環(huán)境限制：溫度超過120℃時(shí)傳感器精度下降，強(qiáng)磁場干擾會(huì)影響沖擊速度測量；⑤試樣剛性：薄壁件（厚度＜5mm）或懸空試樣會(huì)因彈性變形導(dǎo)致結(jié)果偏低。5.簡述硬度測試數(shù)據(jù)的處理與判定規(guī)則。答案：①數(shù)據(jù)有效性：單個(gè)測試點(diǎn)需滿足壓痕規(guī)則（無裂紋、邊緣清晰）、試驗(yàn)條件符合標(biāo)準(zhǔn)（如溫度、試驗(yàn)力保持時(shí)間）；②數(shù)據(jù)取舍：同一試樣測試點(diǎn)數(shù)≥3個(gè)（布氏≥5個(gè)），剔除超過平均值±5%的異常值（維氏）或±3%（洛氏），取剩余數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值；③結(jié)果判定：與技術(shù)要求對比時(shí)，若標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最小值，所有有效數(shù)據(jù)需≥最小值；若規(guī)定范圍值，所有有效數(shù)據(jù)需在范圍內(nèi)；④不確定度評估：需考慮設(shè)備誤差（洛氏≤±1.5HR，布氏≤±3%）、人員操作誤差（≤±2%）、環(huán)境影響（≤±1%），最終結(jié)果保留到標(biāo)準(zhǔn)要求的位數(shù)（如HRC取整數(shù)，HV取一位小數(shù)）。四、計(jì)算題（共2題，每題10分，共20分）1.采用布氏硬度計(jì)（10mm硬質(zhì)合金球，試驗(yàn)力29420N）測試某45鋼試樣，測得壓痕直徑d1=3.95mm，d2=4.05mm，計(jì)算布氏硬度值（保留整數(shù)）。解：d=(d1+d2)/2=(3.95+4.05)/2=4.00mmHBW=0.102×2F/(πD(D√(D2d2)))代入數(shù)據(jù)：F=29420N，D=10mm√(D2d2)=√(10016)=√84≈9.165mm分母=π×10×(109.165)=31.416×0.835≈26.23分子=0.102×2×29420=0.102×58840≈6001.68HBW=6001.68/26.23≈228.8≈229答案：229HBW2.某表面淬火齒輪，有效硬化層深度1.2mm，采用維氏硬度計(jì)（試驗(yàn)力9.807N）測試硬化層硬度，測得壓痕對角線d1=0.185mm，d2=0.195mm，計(jì)算維氏硬度值（保留一位小數(shù)），并判斷是否符合技術(shù)要求（HV0.1≥750）。解：d=(d1+d2)/2=(0.185+0.195)/2=0.190mmHV=0.1891×F/d2（F單位為kgf，9.807N=1kgf）代入數(shù)據(jù)：HV=0.1891×1/(0.190)2=0.1891/0.0361≈5.238？錯(cuò)誤！正確公式應(yīng)為HV=1.8544×F/d2（F單位N，d單位mm）修正：F=9.807N，d=0.190mmHV=1.8544×9.807/(0.190)2=18.18/(0.0361)≈503.6（注：原公式中0.1891是當(dāng)F單位為kgf時(shí)的系數(shù)，1kgf=9.807N，故正確系數(shù)為1.8544=0.1891×9.807）但題目中試驗(yàn)力9.807N=1kgf，因此正確計(jì)算應(yīng)為：HV=0.1891×F_kgf/(d_mm)2=0.1891×1/(0.190)2≈0.1891/0.0361≈5.238？顯然錯(cuò)誤，說明對公式單位理解有誤。正確維氏硬度公式：HV=1.8544×F(N)/d2(mm2)代入數(shù)據(jù)：F=9.807N，d=0.190mmd2=0.0361mm2HV=1.8544×9.807/0.0361≈18.18/0.0361≈503.6但技術(shù)要求是HV0.1≥750（HV0.1表示試驗(yàn)力0.1kgf=0.9807N），而本題試驗(yàn)力為1kgf（HV1），可能題目參數(shù)有誤。假設(shè)題目中試驗(yàn)力應(yīng)為0.9807N（HV0.1），則：F=0.9807N，d=0.190mmHV=1.8544×0.9807/0.0361≈1.818/0.0361≈50.3（明顯不合理）。重新檢查題目：可能用戶混淆了試驗(yàn)力單位，正確維氏硬度中，HV0.1表示試驗(yàn)力0.1kgf（0.9807N），HV1表示1kgf（9.807N）。若測試硬化層硬度HV0.1≥750，正確計(jì)算應(yīng)為：假設(shè)d=0.075mm（對應(yīng)HV0.1=750時(shí)，d2=1.8544×0.9807/750≈0.00243mm2，d≈0.0493mm），本題中d=