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金属硬度检测方法——洛氏硬度试验
浏览次数:1795次      发布日期:2008-06-27      来源:天星网站
洛氏硬度计原理

    在规定条件下,将压头(金刚石圆锥、钢球或硬质合金球)分2个步骤压入试样表面。卸除主试验力后,在初试验力下测量压痕残余深度h。以压痕残余深度h代表硬度的高低。洛氏硬度试验原理如图2-1所示。

    1—在初始试验力F0下的压入深度;2—在总试验力F0+F1下的压入深度;3—去除主试验力F1后的弹性回复深度;4—残余压入深度h;5—试样表面;6—测量基准面;7—压头位置

图2-1洛氏硬度计试验原理图

    洛氏硬度值按下式计算:
    N-常数,对于A、C、D、N、T标尺,N=100;其他标尺,N=130;
    h-残余压痕深度,mm;
    S-常数,对于洛氏硬度,S=0.002mm,对于表面洛氏硬度,S=0.001mm。每一洛氏硬度单位对应的压痕深度,洛氏硬度为0.002mm,表面洛氏硬度为0.001mm。压痕越浅,硬度越高。洛氏硬度试验分为2种,一种是普通洛氏硬度试验,一种是表面洛氏硬度试验。洛氏硬度试验采用1200金刚石圆锥和1.588mm、3.175mm钢球三种压头,采用60kg、100kg、150kg三种试验力,它们共有九种组合,对应于洛氏硬度的九个标尺,即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度试验采用1200金刚石圆锥和1.588mm钢球2种压头,采用15kg、30kg、45kg三种试验力,它们共有六种组合,对应于表面洛氏的六个标尺,即HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T。洛氏硬度试验条件如表2-1所示。洛氏硬度标尺的选用如表2-2所示。

表2-1洛氏硬度试验条件
洛氏硬度标尺技术条件
标尺 硬度符号 压头类型 初试验力F0(N) 主试验力F1(N) 总试验力F0+ F1(N) 适用范围
A HRA 120°金刚石圆锥 98.07 490.3 588.4 20~88HRA
B HRB 1.5875mm钢球 98.07 882.6 980.7 20~100HRB
C HRC 120°金刚石圆锥 98.07 1373 1471 20~70HRC
D HRD 120°金刚石圆锥 98.07 882.6 980.7 40~77HRD
E HRE 3.175mm钢球 98.07 882.6 980.7 70~100HRE
F HRF 1.5875mm钢球 98.07 490.3 588.4 60~100HRF
G HRG 1.5875mm钢球 98.07 1373 1471 30~94HRG
H HRH/TD> 3.175mm钢球 98.07 490.3 588.4 80~100HRH
K HRK 3.175mm钢球 98.07 1373 1471 40~100HRK
表面洛氏硬度标尺技术条件
表面洛氏硬度标尺 硬度符号 压头类型 初试验力F0(N) 主试验力F1(N) 总试验力F0+ F1(N) 适用范围
15N

HR15N 120°
金刚石圆锥
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钢球 29.42 117.7 147.1 67~93HR15T
30T HR30T 264.8 294.2 29~82HR30T
45T HR45T 411.9 441.3 10~72HR45T
取自国家标准GB/T230.1-2004    注:力值单位9.8N=1kg
表2-2洛氏硬度标尺的选择
试样材料 压头 标尺 总试验力(kg) 鼓轮读取刻度

高硬度或薄硬材料。如硬质合金、硬化薄钢带、渗碳后的淬硬钢。

金刚石压头 A 60 C

中低硬度材料。如退火后的中低碳钢、不锈钢、铜合金、超硬铝合金、可锻铸铁等。是应用较广的洛氏硬度标尺。

1/16"钢球 B 100 B

淬火及低温回火的一般钢材、冷硬铸铁、珠光体可锻铸铁、钛合金等,及硬度值超过HRB100的材料。是应用最广的洛氏硬度标尺。

金刚石压头 C 150 C

中等渗层表面硬化钢、薄硬钢板、珠光体可锻铸铁。

金刚石压头 D 100  

铸铁、铝合金、镁合金、轴承合金。

1/8"钢球 E 100  

退火黄铜、紫铜、铝合金、软钢薄板。

1/16"钢球 F 60  

铍青铜、磷青铜、可锻铸铁等(HRB值接近100的材料)。

1/16"钢球 G 150  

铝、锌、铅等软金属。

1/8"钢球 H 60  

软金属薄材、轴承合金。

1/8"钢球> K 150  

洛氏硬度计不易检测的渗碳钢、渗氮钢、表面淬火钢等浅层表面硬化钢件;小零件;厚度薄至0.15mm的硬钢带及要求压痕尽量小的高硬度工件。

金刚石压头 15N 15 N—T
金刚石压头 30N 30 N—T
金刚石压头 45N 45 N—T

软钢、不锈钢、铜合金、铝合金薄板带材料、薄壁管材、小零件、电镀层及要求压痕尽量小的中、低硬度工件。

1/16"钢球 15T 15 N—T
1/16"钢球 30T 30 N—T
1/16"钢球 45T 45 N—T
N标尺用于类似洛氏标尺C、A和D检测的材料,但仅限于薄小试样和浅硬化深度的试样。
T标尺用于类似洛氏标尺B、F和G检测的材料,但仅限于薄小试样和较软且覆镀层较浅的试样。
洛氏硬度计的特点

    洛氏硬度试验操作简单,测量迅速,可在指示表上直接读取硬度值,工作效率高,成为最常用的硬度试验方法之一。由于试验力较小,压痕也小,特别是表面洛氏硬度试验的压痕更小,对大多数工件的使用无影响,可直接测试成品工件,初试验力的采用,使得试样表面轻微的不平度对硬度值的影响较小,因此,此仪器非常适于在工厂使用,适于对成批加工的成品或半成品工件进行逐件检测,该试验方法对测量操作的要求不高,非专业人员容易掌握。

洛氏硬度计的应用

    洛氏硬度试验采用了3种压头,6种试验力,根据金属材料材质、硬度范围及尺寸的不同,共有15个标尺可供选择,可以测试从很软到很硬几乎全部常见的金属材料,应用范围十分广阔。洛氏硬度计在工业生产中得到了广泛应用,成为检验产品质量,确定合理加工工艺的主要手段。可测试各种黑色和有色金属,测试淬火钢、回火钢、退火钢、表面硬化钢、各种厚度的板材、硬质合金材料、粉末冶金材料、热喷涂层的硬度。
    表面洛氏硬度计用于测试薄板金属、薄壁管材、表面硬化钢和小零件的硬度。

上一条洛式硬度试验中残余压痕深度的计算
下一条金属硬度的定义
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