北京時代新天測控技術(shù)有限公司是開發(fā)、生產(chǎn)新型檢測設(shè)備為重點(diǎn)的科技先導(dǎo)型企業(yè)，公司以滿足用戶的需求作為企業(yè)的發(fā)展重要目標(biāo)。公司現(xiàn)有七十余種儀器儀表，硬度檢測儀器也是我們的常規(guī)經(jīng)營項目，經(jīng)過十年的生產(chǎn)及應(yīng)用實踐，積累眾多經(jīng)驗，以下內(nèi)容是我們對洛氏硬度計的一些理解。
一、洛氏硬度計的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍
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，成為常用的硬度試驗方法之一。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(zhì)、硬度范圍及尺寸的不同，共有15個標(biāo)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(yīng)用范圍十分廣闊。洛氏硬度計在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，成為檢驗產(chǎn)品質(zhì)量，確定合理加工工藝的主要手段。
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，洛氏硬度計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(jìn)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。具體說可以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(zhì)合金材料、粉末冶金材料、熱噴涂層的硬度。
二、洛氏硬度計的檢測原理
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。
圖2.１ 洛氏硬度試驗原理圖
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(fù)深度；
4—殘余壓入深度h；
5—試樣表面；
6—測量基準(zhǔn)面；
7—壓頭位置
洛氏硬度值按下式計算： 洛氏硬度=N-h/S
N－常數(shù)，對于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(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(yīng)于洛氏硬度的九個標(biāo)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(yīng)于表面洛氏的六個標(biāo)尺，即HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T。
三、洛氏硬度計的應(yīng)用洛氏硬度計試驗條件
下面以表格的形式闡述洛式硬度計的試驗條件，取自國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1-2004具體見表3.1。相關(guān)材料檢測時對應(yīng)的壓頭、標(biāo)尺、試驗力見表3.2。
洛氏硬度標(biāo)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3.1洛氏硬度試驗條件
試樣材料 | 壓頭 | 標(biāo)尺 | 總試驗力kg | |
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 |
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 |
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)用廣的洛氏硬度標(biāo)尺。 | 金剛石壓頭 | C | 150 |
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 |
金剛石壓頭 | 30N | 30 |
金剛石壓頭 | 45N | 45 |
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 |
1/16＂鋼球 | 30T | 30 |
1/16＂鋼球 | 45T | 45 |
