洛氏硬度計(jì)原理

在規(guī)定條件下，將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質(zhì)合金球）分2個(gè)步驟壓入試樣表面。卸除主試驗(yàn)力后，在初試驗(yàn)力下測(cè)量壓痕殘余深度h。以壓痕殘余深度h代表硬度的高低。洛氏硬度試驗(yàn)原理如圖2-1所示。

1—在初始試驗(yàn)力F₀下的壓入深度；2—在總試驗(yàn)力F₀+F₁下的壓入深度；3—去除主試驗(yàn)力F₁后的彈性回復(fù)深度；4—殘余壓入深度h；5—試樣表面；6—測(cè)量基準(zhǔn)面；7—壓頭位置

圖2-1洛氏硬度試驗(yàn)原理圖

 

洛氏硬度值按下式計(jì)算：

HR = N - h / s

　　

N－常數(shù)，對(duì)于A、C、D、N、T標(biāo)尺，N=100；其他標(biāo)尺，N=130；

　　

h－殘余壓痕深度，mm；

S－常數(shù)，對(duì)于洛氏硬度，S=0.002mm，對(duì)于表面洛氏硬度，S=0.001mm。每一洛氏硬度單位對(duì)應(yīng)的壓痕深度，洛氏硬度為0.002mm，表面洛氏硬度為0.001mm。壓痕越淺，硬度越高。洛氏硬度試驗(yàn)分為2種，一種是普通洛氏硬度試驗(yàn)，一種是表面洛氏硬度試驗(yàn)。洛氏硬度試驗(yàn)采用120⁰金剛石圓錐和1.588mm、3.175mm鋼球三種壓頭，采用60kg、100kg、150kg三種試驗(yàn)力，它們共有九種組合，對(duì)應(yīng)于洛氏硬度的九個(gè)標(biāo)尺，即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度試驗(yàn)采用120⁰金剛石圓錐和1.588mm鋼球2種壓頭，采用15kg、30kg、45kg三種試驗(yàn)力，它們共有六種組合，對(duì)應(yīng)于表面洛氏的六個(gè)標(biāo)尺，即HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T。洛氏硬度試驗(yàn)條件如表2－1所示。洛氏硬度標(biāo)尺的選用如表2－2所示。

表2－1洛氏硬度試驗(yàn)條件

洛氏硬度標(biāo)尺技術(shù)條件

洛氏硬度標(biāo)尺	硬度符號(hào)	壓頭類型	初試驗(yàn)力F0（N）	主試驗(yàn)力F1（N）	總試驗(yàn)力F0+ F1（N）	適用范圍
A	HRA	120°金剛石圓錐	98.07	490.3	588.4	20～88HRA
B	HRB	1.5875mm鋼球	98.07	882.6	980.7	20～100HRB
C	HRC	120°金剛石圓錐	98.07	1373	1471	20～70HRC
D	HRD	120°金剛石圓錐	98.07	882.6	980.7	40～77HRD
E	HRE	3.175mm鋼球	98.07	882.6	980.7	70～100HRE
F	HRF	1.5875mm鋼球	98.07	490.3	588.4	60～100HRF
G	HRG	1.5875mm鋼球	98.07	1373	1471	30～94HRG
H	HRH	3.175mm鋼球	98.07	490.3	588.4	80～100HRH
K	HRK	3.175mm鋼球	98.07	1373	1471	40～100HRK

表面洛氏硬度標(biāo)尺技術(shù)條件

表面洛氏硬度標(biāo)尺	硬度符號(hào)	壓頭類型	初試驗(yàn)力F0（N）	主試驗(yàn)力F1（N）	總試驗(yàn)力F0+ F1（N）	適用范圍
15N	HR15N	120° 金剛石圓錐	29.42	117.7	147.1	70～94HR15N
30N	HR30N			264.8	294.2	42～86HR30N
45N	HR45N			411.9	441.3	20～77HR45N
15T	HR15T	1.5875mm 鋼球	29.42	117.7	147.1	67～93HR15T
30T	HR30T			264.8	294.2	29～82HR30T
45T	HR45T			411.9	441.3	10～72HR45T

取自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1-2004　　　　　　　　　　　　　　　　　　　注：力值單位9.8N=1kg
表2－2洛氏硬度標(biāo)尺的選擇

試樣材料	壓頭	標(biāo)尺	總試驗(yàn)力（kg）	鼓輪讀取刻度
高硬度或薄硬材料。如硬質(zhì)合金、硬化薄鋼帶、滲碳后的淬硬鋼。	金剛石壓頭	A	60	C
中低硬度材料。如退火后的中低碳鋼、不銹鋼、銅合金、超硬鋁合金、可鍛鑄鐵等。是應(yīng)用較廣的洛氏硬度標(biāo)尺。	1/16＂鋼球	B	100	B
淬火及低溫回火的一般鋼材、冷硬鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵、鈦合金等，及硬度值超過HRB100的材料。是應(yīng)用zui廣的洛氏硬度標(biāo)尺。	金剛石壓頭	C	150	C
中等滲層表面硬化鋼、薄硬鋼板、珠光體可鍛鑄鐵。	金剛石壓頭	D	100
鑄鐵、鋁合金、鎂合金、軸承合金。	1/8＂鋼球	E	100
退火黃銅、紫銅、鋁合金、軟鋼薄板。	1/16＂鋼球	F	60
鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵等（HRB值接近100的材料）。	1/16＂鋼球	G	150
鋁、鋅、鉛等軟金屬。	1/8＂鋼球	H	60
軟金屬薄材、軸承合金。	1/8＂鋼球	K	150
洛氏硬度計(jì)不易檢測(cè)的滲碳鋼、滲氮鋼、表面淬火鋼等淺層表面硬化鋼件；小零件；厚度薄至0.15mm的硬鋼帶及要求壓痕盡量小的高硬度工件。	金剛石壓頭	15N	15	N—T
	金剛石壓頭	30N	30	N—T
	金剛石壓頭	45N	45	N—T
軟鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金薄板帶材料、薄壁管材、小零件、電鍍層及要求壓痕盡量小的中、低硬度工件。	1/16＂鋼球	15T	15	N—T
	1/16＂鋼球	30T	30	N—T
	1/16＂鋼球	45T	45	N—T

 

N標(biāo)尺用于類似洛氏標(biāo)尺C、A和D檢測(cè)的材料，但于薄小試樣和淺硬化深度的試樣。T標(biāo)尺用于類似洛氏標(biāo)尺B、F和G檢測(cè)的材料，但于薄小試樣和較軟且覆鍍層較淺的試樣。

洛氏硬度計(jì)的特點(diǎn)

洛氏硬度試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，測(cè)量迅速，可在指示表上直接讀取硬度值，工作效率高，成為zui常用的硬度試驗(yàn)方法之一。由于試驗(yàn)力較小，壓痕也小，特別是表面洛氏硬度試驗(yàn)的壓痕更小，對(duì)大多數(shù)工件的使用無(wú)影響，可直接測(cè)試成品工件，初試驗(yàn)力的采用，使得試樣表面輕微的不平度對(duì)硬度值的影響較小，因此，此儀器非常適于在工廠使用，適于對(duì)成批加工的成品或半成品工件進(jìn)行逐件檢測(cè)，該試驗(yàn)方法對(duì)測(cè)量操作的要求不高，非專業(yè)人員容易掌握。

洛氏硬度計(jì)的應(yīng)用

洛氏硬度試驗(yàn)采用了3種壓頭，6種試驗(yàn)力，根據(jù)金屬材料材質(zhì)、硬度范圍及尺寸的不同，共有15個(gè)標(biāo)尺可供選擇，可以測(cè)試從很軟到很硬幾乎全部常見的金屬材料，應(yīng)用范圍十分廣闊。洛氏硬度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，成為檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，確定合理加工工藝的主要手段。可測(cè)試各種黑色和有色金屬，測(cè)試淬火鋼、回火鋼、退火鋼、表面硬化鋼、各種厚度的板材、硬質(zhì)合金材料、粉末冶金材料、熱噴涂層的硬度。表面洛氏硬度計(jì)用于測(cè)試薄板金屬、薄壁管材、表面硬化鋼和小零件的硬度。