符合 ASTM D2240 和 ISO 48-4 标准的邵氏硬度试验定义
根据 ASTM D2240、ISO 48-4 和 ISO 868 标准，邵氏硬度试验是指使用硬度计测试橡胶硬度的一种标准化静态试验方法。因此，邵氏硬度通常也被称为计示硬度，具有以下特性：
- 硬度计方法用于测定宏观范围内的硬度，试验力为 3.924-50 N。
- 邵氏硬度试验是一种深度测量方法。换句话说，为了确定试样的硬度值，仪器将测量实际压痕深度，而非压头所造成的永久压痕。
- 压痕深度由可穿透材料或试样的弹簧压头进行测量。压头是一个硬化钢销，根据不同的邵氏硬度试验方法，硬化钢销拥有不同的销钉和钢球设计。压痕深度是邵氏硬度的一种测量方法，在从 0 邵氏硬度（2.5 毫米压痕深度）到 100 邵氏硬度（0 毫米压痕深度）的标尺范围内进行测定。
根据压头形式和弹簧特性不同，建立了不同的邵氏硬度标尺。最常见的标尺是邵氏硬度 A 和 D，而邵氏硬度 B、C、0、00、000 和 D0 等其他标尺则专用于一些特殊应用。
邵氏硬度标尺及应用示例：
- 邵氏硬度A： 软质橡胶、弹性体和天然橡胶
- 邵氏硬度D： 硬质弹性体、塑料和硬质热塑性塑料
- 邵氏硬度0： 软质弹性体和纺织物
- 邵氏硬度00： 多孔橡胶、海绵橡胶和发泡橡胶
- 邵氏硬度B： 硬度超过邵氏硬度A的硬质弹性体
- 邵氏硬度C： 中等硬质弹性体
VLRH（IRHD超软）
邵氏硬度00
邵氏硬度A/B
邵氏硬度A/B
邵氏硬度D/C/D0
显微邵氏硬度
对比 ASTM D2240 和 ISO 48-4 标准
ISO 48-4 和 ASTM D2240 标准规定了使用硬度计测试橡胶和类似材料硬度的方法。ISO 48-4 标准聚焦于硫化橡胶或热塑性橡胶，并规定了四种特定测量装置，而 ASTM D2240 标准所涵盖的材料范围更广，并规定了十二种测量装置。ASTM D2240 标准在北美地区十分常见，应用范围相对灵活，而 ISO 48-4 则属于国际通用标准，为橡胶硬度测试提供了更为详细的指导。两者都遵循相似的试验原理，但要求和应用领域略有不同。
| 标准 | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
|---|---|---|
| 试样厚度 | 6 mm | 6 mm |
| 层数 | 是（3层） | 是 |
| 测量 | 5 | 5 |
| 测量距离 | 6 mm | 6 mm |
| 试验时间 | 硫化橡胶为 3s TPE 材料为 15s | 小于1 s |
| 加载 | 邵氏硬度 A 为 1 kg 邵氏硬度 D 为 5 kg | 1 kg |
| 硬度规范 | 54 邵氏硬度 A 3s 54 邵氏硬度 A 15s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
根据 ISO 48-4 标准运行试验
对于符合 ISO 48-4 标准的邵氏硬度试验，必须提前考虑以下参数：
- 为了测定材料的硬度，该标准规定必须进行五次测量，然后计算出它们的平均值。
- 测试时间为15 s；如果使用其他的测试时间，则必须在硬度值中注明。
- 待测材料应在+23°C±2°C的室温下存放至少一小时。
在邵氏硬度试验的第一步，施加 1.11-44.5 N 的弹簧力将压头压入试样中，然后施加 3.92-50 N 的接触力将压头压在试样上 15 秒。试样的压痕深度在 0-2.5 mm 之间，使用硬度计测量该压痕深度，并据此得出硬度值。压头应以完全接触力作用于试样，持续时间为 15 秒。如果超过或未达到施加力的这一持续时间，则必须在硬度值中标明。持续时间越长，邵氏硬度值越低。
必须按照标准保持测试点的最小距离。 压痕之间的中心距离应≥5mm，到试样边缘的距离应≥12mm。
根据 ISO 868 标准运行邵氏硬度试验
ISO 868 是一项国际标准，规定了使用邵氏硬度试验方法测量塑料和硬橡胶压痕硬度的具体要求。该方法通过向测量探针施加规定的力将其压在材料上，从而测量压痕深度。材料硬度通过穿透深度来确定，并显示在从 0（非常软）到 100（非常硬）的标尺范围内。
ISO 868 标准特别说明了根据邵氏硬度 A 和 D 标尺（适用于不同材料硬度值）来进行硬度试验的要求。
- 邵氏硬度 A 标尺适用于较为柔软的材料，例如柔性塑料、弹性体和橡胶，试验时需要采用截头锥形压头。
- 邵氏硬度 D 标尺适用于较为坚硬的材料，例如硬塑料或较硬的弹性体，试验时需要采用锥形压头（圆头针，R = 0.1 mm）。
| 方法 | 弹簧力F [N] | 接触力FA [N] | 压头 | 测量行程t [mm] | 试样厚度[mm] | 量程 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 邵氏硬度 A | 8.050N | 9.81N | 截头锥形，35°锥角 | 2.5 | ≥6 | 10 … 90<20邵氏硬度D |
| 邵氏硬度A0或邵氏硬度E | 8.050N | 9.81N | 球形，Ø 2.5 mm | 2.5 | ≥6 | <20邵氏硬度A |
| 邵氏硬度AM或邵氏硬度M | 0.764N | 9.81N | 角度为30°的锥形 | 1.25 | ≥1.25 | 10 … 90 |
| 邵氏硬度B | 8.065N | 9.81N | 角度为30°的锥形 | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
| 邵氏硬度C | 44.5N | 49.0N | 截头锥形，锥角35°，截锥直径0.79 mm | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
| 邵氏硬度D | 44.5N | 49.0N | 角度为30°的锥形 | 2.5 | ≥6 | 30 … 90>90邵氏硬度A |
| 邵氏硬度D0 | 44.5N | 49.0N | 球形，Ø 3/32" | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
| 邵氏硬度0 | 8.05N | 9.81N | 球形，Ø 3/32" | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
按照 ISO 48-4、ASTM D2240 和 ISO 868 标准测量邵氏硬度的邵氏硬度计
- 便携式硬度计可以轻松方便地根据 ASTM D2240、ISO 48-4 和 ISO 868 标准中所规定的方法测量橡胶、弹性体和塑料的邵氏硬度。邵氏硬度测量法广泛应用于质量控制，属于宏观方法。对于实验室试验，我们建议将仪器与试验台结合使用。ISO 21509 标准中描述了这些仪器的标定。ISO 48-9 标准描述了仪器标定。在 ISO 标准中关于塑料测量方面的主要区别在于压头的暴露时间。
- 在这两种情况下，这个试验方法测量的是压头压入材料的压痕深度。压头上加载了一个设定好参数的弹簧。被测材料的硬度越大，压痕深度越小，但压头载荷越大。邵氏硬度显示在从 0 到 100 的邵氏硬度标尺范围内。仪器的接触脚在试样表面上的接触力决定了零位。根据标准，对于邵氏硬度 A，此力大约为 10 N，对于邵氏硬度 D，此力大约为 50 N。
- 模拟式和数字式 邵氏硬度计/硬度计
ZwickRoell 提供配备了模拟式或数字式显示器和电脑连接选件的邵氏硬度计。试验仪器配备了无反向间隙线性滚珠轴承，操作时几乎无摩擦。在标定过程中可以精确调整弹簧刚度，以保持标准中为每个邵氏值规定的力。通过这种方式，标准中规定的公差得到了严格遵守，并且测试结果具有极高的可重复性。
关于邵氏硬度试验的一些常见问题
邵氏硬度是指通过使用标准试样（销钉）测量材料的压痕强度所得出的材料硬度数据。邵氏硬度通常适用于橡胶、塑料和类似材料，并根据材料类型划分不同的标尺范围（例如邵氏硬度 A、邵氏硬度 D）。邵氏硬度值越高表示材料越坚硬，反之则表示材料越柔软。
ASTM D2240 标准规定了使用硬度计测量材料硬度的试验方法。该标准列出了十二类不同的硬度计，用于测量多种材料的压痕硬度，包括热塑性弹性体、硫化橡胶、弹性材料、多孔材料、凝胶状材料和部分塑料。标准中详细说明了如何使用各类硬度计对不同硬度范围和类型的材料进行硬度测量。
ASTM D2240 和 ISO 48-4 标准的主要差异在于应用范围和试验方法：ASTM D2240 标准覆盖的材料范围更广，包括橡胶、弹性体和塑料，该标准使用邵氏硬度 A 和邵氏硬度 D 等不同的硬度标尺。另一方面，ISO 48-4 标准则重点关注如何测定硫化橡胶或热塑性橡胶的硬度，并且探讨了微压痕试验方法。虽然两种标准都使用硬度计进行测量，但 ISO 48-4 标准针对特定橡胶类型和薄试样提供了更加详细的说明。
邵氏硬度 A 适用于对橡胶和软塑料等较为柔软的材料进行硬度测量，而邵氏硬度 D 则适用于硬塑料和热塑性塑料等较为坚硬的材料。相应标尺上的数值越大，代表材料的硬度越高。