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      洛氏硬度計的工作原理、測試標準及應用范圍

      點擊次數:   更新時間:20/07/03 09:55:07     來源:www.pstvalumni.com關閉分    享:

        一、洛氏硬度計工作原理
        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—壓頭位置洛氏硬度值按下式計算

        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。
        二、洛氏硬度計按照功能和測試范圍一般分為
        標準洛氏硬度計、表面洛氏硬度計、雙洛氏硬度計、塑料洛氏硬度計和全洛氏硬度計。日常測試中最廣泛應用的為標準洛氏硬度計和表面洛氏硬度計。
        三、標準洛氏及表面洛氏硬度標尺、實驗力、壓頭、硬度范圍及材料對照表


      洛氏硬度標尺

      硬度
      符號

      壓頭類型

      初試驗力
      F0N

      主試驗力
      F1N

      總試驗力
      F0+ F1N

      適用范圍

      測定材料

      A

      HRA

      120°金剛石圓錐

      98.07

      490.3

      588.4

      2088HRA

      硬質合金
      很薄很硬的鋼材
      表面硬化層較薄的硬化鋼

      B

      HRB

      1.5875mm鋼球

      98.07

      882.6

      980.7

      20100HRB

      低碳鋼
      軟金屬
      銅合金
      鋁合金
      可鍛鐵

      C

      HRC

      120°金剛石圓錐

      98.07

      1373

      1471

      2070HRC

      一般鋼材
      硬度較高的鑄件
      珠光體
      可鍛鐵
      淬火+回火的合金鋼

      D

      HRD

      120°金剛石圓錐

      98.07

      882.6

      980.7

      4077HRD

      薄鋼材
      表面硬化鋼材
      珠光體
      可鍛鐵

      E

      HRE

      3.175mm鋼球

      98.07

      882.6

      980.7

      70100HRE

      鑄鐵
      較小鋁合金
      鎂合金
      軸承合金

      F

      HRF

      1.5875mm鋼球

      98.07

      490.3

      588.4

      60100HRF

      硬度較低的有色金屬(退火銅合金)
      軟質薄合金板

      G

      HRG

      1.5875mm鋼球

      98.07

      1373

      1471

      3094HRG

      可鍛鐵
      --
      -鎳合金

      H

      HRH

      3.175mm鋼球

      98.07

      490.3

      588.4

      80100HRH

      硬度很低的有色金屬、輕金屬像(鋁、鋅、鉛)

      K

      HRK

      3.175mm鋼球

      98.07

      1373

      1471

      40100HRK

      軸承合金及較軟的金屬或薄材

       

      表面洛氏
      硬度標尺

      硬度
      符號

      壓頭類型

      初試驗力F0N

      主試驗力F1N

      總試驗力
      F0+ F1N

      適用范圍

      15N

      HR15N

      120°
      金剛石圓錐

      29.42

      117.7

      147.1

      7094HR15N

      30N

      HR30N

      264.8

      294.2

      4286HR30N

      45N

      HR45N

      411.9

      441.3

      2077HR45N

      15T

      HR15T

      1.5875mm
      鋼球

      29.42

      117.7

      147.1

      6793HR15T

      30T

      HR30T

      264.8

      294.2

      2982HR30T

      45T

      HR45T

      411.9

      441.3

      1072HR45T



        四、洛氏硬度與試樣最小厚度關系圖:
        試件的最小厚度應大于壓痕深度的10倍。測試后,試件背面不得有可見的變形痕跡。

       


        五、洛氏硬度實驗中測試的兩點最小間距
        在洛氏硬度實驗中,適當的保持壓痕之間的距離或壓痕距式樣邊緣的距離,對于獲得正確的實驗結果是十分重要的。
        在ISO 6508-1中,對洛氏硬度實驗和表面洛氏硬度實驗壓痕間距的規定是相同的:
        兩相鄰壓痕中心之間距離至少應為壓痕直徑的4倍,但不應小于2mm;
        任意壓痕中心距式樣邊緣距離應為壓痕直徑的2.5倍,但不小于1mm。
        六、洛氏硬度實驗對試樣表面的要求
        對洛氏硬度試樣表面的規定有兩點,一點是盡可能保證試驗面是平面,這主要是針對加工的試樣而言,由于洛氏硬度計硬度測量原理是通過測量壓痕深度而計算硬度值的,所以理想的表面是平面。然而對于許多工件和半成品來說可能是曲面,曲面上測得的洛氏硬度值誤差要比平面上大,這一方面是曲面修正值本身是近似的。另一方面,壓頭軸線應在曲面最高的點試驗,對中的偏差也往往是造成曲面硬度值誤差較大的原因。另一點要求是表面粗糙度,過于粗糙的試樣表面會使測定的洛氏硬度值偏低和數據分散度加大,因此標準中規定為表面粗糙度(Ra)不大于0.8um,尤其對于進行機加工的試樣。在對一些工件的洛氏硬度測量中由于表面不能加工使表面粗糙度(Ra)達不到0.8um,此時應注意試驗結果的準確性。
        式樣表面粗糙度的增加表明微觀上表面的凹凸不平幅度變大,在相同試驗力的作用下壓頭壓入深度更大些,因此在較粗糙的式樣上反映出的洛氏硬度值偏低。
        七、洛氏硬度實驗結果的表示
        60HRC : 60 - 硬度值為60; HR - 洛氏硬度;C - 洛氏C標尺
        洛氏硬度用硬度數,符號HR,使用的標尺及球壓頭符號(鋼球為S,硬質合金球為W)表示。
        示例:60HRBW表示用硬質合金球壓頭在B標尺上測得的洛氏硬度值為60。


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