关于布、洛、维硬度计

请问下这三种硬度计的特点，他们分别用于测量什么样的材料，有什么区别和共同之处？谢谢！！

布氏硬度试验法是在1900年，由瑞典工程师布利纳尔（F•Brinell）提出的，这种试验方法。由于其压痕较大，因而硬度值受试样成分的偏析和组织的不均匀等因素的影响比较小，其试验结果分散度小，重复性好，能比较客观的反映出度样的宏观硬度，于是成为使用最早、应用最广泛的试验方法之一。

一、试验原理
1．        布氏硬度试验原理：用一定直径（D）的钢球或硬质合金球，以相应的试验力（F）压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕直径（d）。根据d可以计算出压痕球形表面积（s）。此面积上承受的平均压力就称为布氏硬度值，单位为kgf/mm2。布氏硬度的符号用HB表示。
2．        计算公式：根据试验原理，布氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得的商，其计算公式如下：
                    
式中：F—试验力（kgf 或 N）
S—压痕的球形表面积（mm2）
根据立体几何可知，压痕的球形表面积S：

   式中：D—钢球或硬度质合金球压头直径（mm）
         h—压痕深度（mm）
所以   
由此可见，当F、D一定时，则HBS 与h成反比。即h愈低，反之HB愈高。
   由于各种材料软硬程度不同，当钢球压入试样表面时，会引起凹凸压痕，所以要精砷测量压痕深度h 是困难的。在实际工作中，我们可以通过几何方法求出压痕直径d与压痕深度h的关系。
         
代入上式，若试验力F单位用kgf 表示得：

若试验力F单位用N表示得：

式中：d—压痕直径（mm）
   一般硬度试验时均不必用此公式去计算，而是在测得压痕直径（d）后，通过查表得布氏硬度值。
   压头为钢球时，布压硬度用HBS表示；压头为硬度合金球时，用HBW表示。


洛氏硬度试验法是在1919年由美国人洛克威尔（S.P.Rocrwell）提出的。当时，在美国随着汽车工业的迅速发展，在生产过程中对零件产成品和成品的硬度检验工作量猛增，同时由于布氏硬度在测量上和高硬度范围不能满足成批零件硬度检验的需要，而洛氏硬度是采用直接测量压痕深度作为洛氏硬度值，并能适应高硬度范围测试需要，因此洛氏硬度成为生产车间现场检验的主要测试手段。

一。试验原理
1．        试验原理的物理意义：在初负荷F0及总负荷F分别作用下，将压头（金刚石圆锥体或钢球）压入试样表面，然后卸除至负荷F1，在初负荷下用测量压痕深度的残余增量e值计算洛氏硬度。
    具体地说，洛氏硬度试验法采用1200 金刚石圆锥体或淬硬钢球作为压头，在施加10kgf(98N)力的初负荷下，再分别加上50kgf(490N)、90 kgf(882N)和140 kgf(1372N)的主负荷。在卸除主负荷保留初负荷下测量压头压入试样表面深度，通过一定的关系来反映洛氏硬度值的高低。其符号用HR表示，标尺符号加在其后，如用C标尺则为HRC，如用A则为HRA等。
2．        计算公式：根据试验原理，洛氏硬度值为常数k减去压痕深度的残余增量e .
标准洛氏硬度实验，采用金刚石压头，其标尺常数k=0.20mm;采用钢球压头，其标尺常数k=0.26mm。以e表示 ，其中c=0.002,
HR=K－ ，
则HR（A.C）=100-e
  HR(B)=130-e
式中：HR---洛氏硬度符号；
      A，B，C---洛氏硬度的不同标尺符号；
      k---标尺常数；
      h1---卸除主负荷后的压入深度（㎜）
      h0---初负荷作用下的压入深度（㎜）
      C---一个洛氏硬度单位（㎜）
从试验过程及计算公式中可以看出，洛氏硬度试验是在同样的试验条件下，用压头压入试样的深度多少来反映被测试材料硬度的高低，压痕深度的残余增量（h1-h0）愈大，硬度愈低；（h1-h0）愈小，硬度愈高。
3．        标尺常数k值；k值定为100和130的原因，主要是由于压头的形状与被测材料软硬程度的不同。具体地说，当压头为金刚石圆锥体时，因为HRC（A）规定用于测量软硬的材料，一般不会出现压入深度为0.2㎜而使硬度值为零的情况。钢球压头多数用于测量较软的金属，压入深度较深，有时可能达到0.2㎜，甚至更多。若k值定为100，计算结果硬度值会等于零甚至出现负值。洛氏硬度试验中，施加初负荷后，主要是为了确定压入深度的起点，消除压头，试样和工作台之间的间隙以及试样表面凹凸不平对硬度显示值的影响，保证试验结果的正确性。


维氏硬度试验法是在1925年由英国人史密斯（R.L.Smith）和桑德兰德（G.E.Sandland）提出的，后由英国的维克斯-阿姆斯特朗（Vickers-Arm-Strand）公司制造这种仪器而得名。
一. 试验原理
将一个相对面夹角为1360的正棱锥金刚石压头选定的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量压痕两对角线
长度，取其平均值计算压痕表面积。
二、计算公式
   根据实验原理，维氏硬度值是实验力除以压痕表面积，其计算公式如下：
                    
式中，   F------实验力（kgf或N）；
         S------压痕表面积（mm2）
         
若以“kgf”表示
                  
若以“N”表示，
                  
      式中      l-------正方形边长（mm）；
                h-------锥角顶端到压痕边中点的距离（mm）；
                d-------对角线长度（mm）。