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洛氏硬度計原理

發(fā)布時間: 2008-10-19  點擊次數(shù): 4217次

在規(guī)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:

N-常數(shù),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(shù),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(shù)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(yè)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(jù)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(yè)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。可測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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