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。 |
![](http://www.tianxing.com.cn/image/jslt_1003.jpg) |
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 |
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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。 |
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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 |
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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 |
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取自国家标准GB/T230.1-2004 注:力值单位9.8N=1kg |
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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 |
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铸铁、铝合金、镁合金、轴承合金。 |
1/8"钢球 |
E |
100 |
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退火黄铜、紫铜、铝合金、软钢薄板。 |
1/16"钢球 |
F |
60 |
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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 |
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铝、锌、铅等软金属。 |
1/8"钢球 |
H |
60 |
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软金属薄材、轴承合金。 |
1/8"钢球> |
K |
150 |
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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 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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