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洛氏硬度計原理
  • 發布日期:2009-12-30      瀏覽次數:4811
    • 洛氏硬度計原理

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

      1—在初始試驗力F0下的壓入深度;2—在總試驗力F0+F1下的壓入深度;3—去除主試驗力F1后的彈性回復深度;4—殘余壓入深度h;5—試樣表面;6—測量基準面;7—壓頭位置

      圖2-1洛氏硬度試驗原理圖




       

      洛氏硬度值按下式計算:

      HR = N - h / s

        

      N-常數,對于A、C、D、N、T標尺,N=100;其他標尺,N=130;

        

      h-殘余壓痕深度,mm;

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

      表2-1洛氏硬度試驗條件

      洛氏硬度標尺技術條件

      洛氏硬度標尺
      硬度符號
      壓頭類型
      初試驗力F0(N)
      主試驗力F1(N)
      總試驗力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

      表面洛氏硬度標尺技術條件

      表面洛氏硬度標尺
      硬度符號
      壓頭類型
      初試驗力F0(N)
      主試驗力F1(N)
      總試驗力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


      取自國家標準GB/T230.1-2004                   注:力值單位9.8N=1kg
      表2-2洛氏硬度標尺的選擇
      試樣材料
      壓頭
      標尺
      總試驗力(kg)
      鼓輪讀取刻度

      高硬度或薄硬材料。如硬質合金、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。是應用較廣的洛氏硬度標尺。

      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。是應用zui廣的洛氏硬度標尺。

      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

       

      洛氏硬度計不易檢測的滲碳鋼、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標尺用于類似洛氏標尺C、A和D檢測的材料,但于薄小試樣和淺硬化深度的試樣。T標尺用于類似洛氏標尺B、F和G檢測的材料,但于薄小試樣和較軟且覆鍍層較淺的試樣。

      洛氏硬度計的特點

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

      洛氏硬度計的應用

      洛氏硬度試驗采用了3種壓頭,6種試驗力,根據金屬材料材質、硬度范圍及尺寸的不同,共有15個標尺可供選擇,可以測試從很軟到很硬幾乎全部常見的金屬材料,應用范圍十分廣闊。洛氏硬度計在工業生產中得到了廣泛應用,成為檢驗產品質量,確定合理加工工藝的主要手段??蓽y試各種黑色和有色金屬,測試淬火鋼、回火鋼、退火鋼、表面硬化鋼、各種厚度的板材、硬質合金材料、粉末冶金材料、熱噴涂層的硬度。表面洛氏硬度計用于測試薄板金屬、薄壁管材、表面硬化鋼和小零件的硬度。

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