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常规洛氏硬度计的检测方法

发布时间：2019-07-03　　阅读：343次

洛氏硬度检测法同布氏和维氏硬度检测法—样，是三种最常用的硬度检测法之一。洛氏硬度试验国家标准的演变，介绍的金属洛氏硬度试验GB T230

洛氏硬度检测法同布氏和维氏硬度检测法—样，是三种最常用的硬度检测法之一。
洛氏硬度试验国家标准的演变，介绍的金属洛氏硬度试验GB/T230.1—2004系采用国际标准化组织ISO 6508—1—1999：《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法( A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T 标尺)》。这一标准代替了GB/T230—1991《金属洛氏硬度试验方法》和GB/T1818—1994《金属表面洛氏硬度试验方法》。

1.原理

洛氏硬度检测法采用120°金刚石圆锥或硬质合金球（规定直径的）作为压头，在初始检测力F0作用下，再加上主检测力F1，在总检测力F作用下，将压头压入试样表面。之后卸除主检测力，在保留初始试验力F0测量压痕深度残余增量h，根据h值及常熟N和S（见表3-1）用式（3-1）计算洛氏硬度。

2.符号及计算公式

　　洛氏硬度检测及计算公式所用符号及其含义见表3-1。
计算公式：洛氏硬度＝N－h/s (3―1)恒仪硬度计&金相制样设备 http://wap.ytjkqc.com
根据洛氏硬度定义，一个洛氏硬度（HR）单位在特定条件下定义为0.002mm的压痕深度残余增量。
　　规定洛氏硬度读数如下：用金刚石压头（A、C、D标尺）公式为洛氏硬度＝l00―h/0.002；用钢球或硬质合金球压头（B、E、F、G、H、K标尺）为洛氏硬度＝130-h/0.002。
　　由HR=N- h/s公式看出，压痕深度的残余增量h越大，则洛氏硬度值越低；h越小，硬度值越高。式中N为定义常数，用球压头为130；用金刚石压头为100。所谓标尺，是用不同压头和总检测力的组合加以区分。例如用金刚石圆锥压头，总检测力为980.7N（100kgf)时,是B标尺HRB。
　　h是去除主检测力后，在保持初始检测力F0下的残余压痕深度增量。用金刚石压头，147lN总检测力条件下，在卸除主检测力后，如h为0.08mm，因为每一洛氏硬度单位为0.002mm，则HRC＝100-40=60。由此可看出此值无量纲为一有条件的无名数。
　　N值为什么定义为100和130？当压头为金刚石圆锥体时，因为HRC（A）规定用于测量较硬的材料，如淬火后的钢及硬质合金等，一般不会出现压入深度为0.2mm而使硬度值为零的情况。当压头为球时，多用于测量中等及较低硬度的材料，硬度值跨度较大，为了避免出现负值，将用球的洛氏标尺N值均定为130。表面洛氏N值均定义为100。

3.洛氏硬度计的加载方式

砝码加载、弹簧加载、液压加载、闭环传感器控制

4.洛氏硬度标尺及技术参数

　　GB/T230.1-2004标准中共有15个标尺，其中包括A、B、C、D、E、F、G、H、K9个标尺技术参数见表3-2，表面洛氏N、T 6个标尺参数见表3-6。

5.标尺的应用原则

　　HRA—适用于测定坚硬或薄硬材料硬度，如硬质合金、渗碳后淬硬钢、经硬化处理后的薄钢带、薄钢板等。因为对于HRC＞67的材料若仍用1471N检测力易于损坏金刚石压头。宜用检测力较小，压人深度较浅的HRA标尺。
　　HRB—适宜用于测定中等硬度的材料，如经退火后的中碳和低碳钢、可锻铸铁、各种黄铜和大多数青铜以及经固溶处理时效后的各种硬铝合金等。适用范围是20～100HRB。当试样硬度小于20HRB时，因为这些金属的蠕变行为，试样在检测力作用下变形将持续很长时间，表上的指针或光学投影刻度将长时缓慢移动，难以测量准确。而当HRB＞100时，因为球压入深度过浅，灵敏度降低，影响测量精度。

　HRC—最适用于测定经淬火及低温回火后的碳素钢、合金钢以及工、模具钢，也适用于测定冷硬铸铁、珠光体可锻铸铁、钛合金等。一般HRB＞100的材料可用C标尺测定，当HRC＜20时，由于金刚石压头压入过深，压头圆锥的影响增大，产生下滑现象，影响测量准确性，宜换用HRB标尺测定。
　　HRD—是介于HRA和HRC之间的一种标尺，适用于压入深度介于A和C标尺之间的各种材料，如表面热处理强化后的钢试样、珠光体可锻铸铁等。
　　HRE—适用于测定一般铸铁、铝合金、镁合金、轴承合金及其他类似软金属。
　　HRF—适用于韧化黄铜、紫铜、一般铝合金等。

　　HRG—适用相当于HRB近于100的材料。因为这时时可比HRB检测近于100时的灵敏度为高。
　　HRH—适用于铝、锌、铅等软金属合金，因为H标尺使用压头直径大；检测力又小，且可迅速直接读数。
　　HRK—适用于轴承合金和其他软金属材料。
　　以上除洛氏A、B、C三个标尺外，其余洛氏D、E、F……等6个标尺都是在修订后的标准中增添的。因为在ISO标准中，这些标尺早已有应用，我国加入WTO以后，国际贸易、技术交流将会更加频繁，为参照对比国际上各种硬度要求，这些标尺的应用是很重要的。

6.应用范围及其特点

　???? 　洛氏硬度检测操作简便、迅速，工作效率高。由于其使用检测力小，所产生的压痕比布氏硬度检测的压痕小，因而对制件表面没有明显损伤。由于使用金刚石压头和两种直径球作为压头，有三种检测力，共计有9个标尺（见表3-2），可以测量从较软到较硬材料的硬度。使用范围宽广。再者有预检测力，所以试件表面轻微的不平度对硬度值的影响比布氏、维氏为小。因此，适用于成批生产大量检测的机械、冶金热加工过程中以及半成品或成品检验。特别适用于刃具、模具、量具、工具等的成品制件检测。

7.检测及注意事项

1）检测前的准备

　　? （1）用于进行洛氏硬度检测的硬度计及压头应符合GB/T230.2—2002洛氏硬度计技术条件要求。
　?。?）试验一般在10～35℃室温下进行。对精度要求较高时，室温应控制在（23士5) ℃。
　?。?）选择标尺时，根据试样的材质以及其热处理状态，参考“5节”标尺的应用原则，选用压头及检测力。
　?。?）如压头是取下的，应首先安装好压头。如为侧面螺钉固紧压头，正确的装置方法是：把压头尾部插入主轴孔内，轻扭螺钉帽但不要上紧，用一试样加上初检测力，在受力情况下它的台阶面与主轴下端面靠紧，使无倾斜或间隙，然后再拧紧紧固螺钉。
　?。?）选择好合适的试验台，试验台支承面应洁净，试样应能稳固的放置于试验台上，以保证在检测过程中不产生位移和变形。
　?。?）检则前，应使用与试样硬度值相近的标准洛氏硬度块对硬度计进行校验，在符合允许误差范围内进行检测。

2）试样

　?。?）试样在制备过程中，应尽量避免由于受热，冷加工等对试样表面硬度造成影响。
　?。?）对于在用金刚石圆锥压头进行的试验，试样或试验层厚度应不小于残余压痕深度的10倍；对于用球压头进行的试验，试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的15倍。图3―5和图3―6给出了洛氏硬度最小厚度关系图。
　?。?）试样的试验面尽可能是平面，不应有氧化皮及其他污物、裂缝。表面粗糙度Ra一般不大于0.80μm。

3）试验中注意事项

（1）在任何情况下不允许压头与试台及支座、试样触碰。试样支承面、支座和试台工作面上均不得有压痕。
（2）检测时，必须保证检测力方向与试样的检测面垂直。

（3）在检测过程中，有关装置不应受到冲击和振动

?????? （4）应均匀平稳地施加检测力，不得有冲击与振动。

　?。?）对于低硬度材料，经协商试验力保持时间可以延长，允差±2s。
　?。?）两相邻压痕中心间距离至少应为压痕直径的4倍，但不得小于2mm。
　?。?）任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕直径的2.5倍，但不得小于1mm。
　?。?）在每个试样上的检测点数应不少于四点（第一点不记）。对大批量试样的检测，点数可适当减少。

4）检测结果处理

　?。?）检测报告中给出的洛氏硬度值应精确至0.5个洛氏硬度单位。
　?。?）对于在圆柱面和球面上测得的洛氏硬度值，应按表3-3～表3-5进行修正。表中修正值均为正值。
　?。?）结果的书写：恒仪硬度计&金相制样设备 http://wap.ytjkqc.com
　　洛氏硬度用符号HR表示，HR前为硬度数值，HR后面为使用的标尺。例如，50HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为50；80HRB表示用B标尺测定的洛氏硬度值为80；75HRFW表示用F标尺，压头为硬质合金球，硬度值为75。

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