洛氏硬度計使用指南:原理、計算方式與適用范圍
洛氏硬度試驗是最常用的材料硬度檢測法之一,在制造業(yè)的質(zhì)量控制中應(yīng)用非常廣泛。它是采用測量壓入深度的方法,測量的硬度值可以通過指示直接讀出,根據(jù)被測材料硬度的大小不同,可以選擇不同的洛氏硬度計壓頭和試驗力。
本文將重點闡述洛氏硬度計的原理,計算方式,壓頭類型與試驗力選擇,適用對象,以及優(yōu)缺點,幫助大家根據(jù)測試材料選擇合適的硬度計。
測量的原理
將特定尺寸、形狀和材料的壓頭與試樣表面接觸并穩(wěn)定施加初試驗力F0,測量初始壓痕深度。再施加主試驗力F1,隨后卸除主試驗力F1保持初試驗力F0測量最終壓痕深度。根據(jù)測量壓痕深度增量(最終壓痕深度h1-初始壓痕深度h0)來表示金屬的洛氏硬度。

計算的方式

N:全量程常數(shù),A、C、D、N、T標(biāo)尺N=100,其他標(biāo)尺N=130;
S:標(biāo)尺常數(shù),表面洛氏硬度N、T標(biāo)尺常數(shù)=0.001mm,其他洛氏硬度標(biāo)尺常數(shù)=0.002mm;
h:壓痕深度增量=最終壓痕深度h1-初始壓痕深度h0
洛氏硬度壓頭類型與試驗力選擇
洛氏硬度計主要使用兩種壓頭:金剛石圓錐壓頭和硬質(zhì)合金球壓頭。
金剛石圓錐壓頭:用于測試高硬度材料,如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。對應(yīng)標(biāo)尺如 HRA, HRC, HRD。
硬質(zhì)合金球壓頭:用于測試較軟的材料,如退火鋼、有色金屬等。最常用的是1/16英寸球,對應(yīng)標(biāo)尺如 HRB, HRF, HRG。

洛氏硬度測試分兩步施加力:
初始試驗力: 固定為10 kgf。用于建立基準(zhǔn)零點。
主試驗力:根據(jù)標(biāo)尺不同而變化。
總試驗力 = 初始試驗力 + 主試驗力。
常用標(biāo)尺的探頭與試驗力:
HRA:120°金剛石圓錐,總試驗力60 kgf,試驗力小,壓痕淺,用于硬而薄的材料;
HRB:1/16 英寸鋼球,總試驗力100 kgf,最常用的測量軟鋼和有色金屬的標(biāo)尺;
HRC:120°金剛石圓錐,總試驗力150 kgf,最常用的測量淬火鋼硬度的標(biāo)尺。
適用的測試對象
洛氏硬度計應(yīng)用非常廣泛,通過不同的標(biāo)尺(壓頭和試驗力組合)覆蓋了從極軟到極硬的大量材料,包括淬火鋼、有色金屬、薄板及表面硬化層。
常用標(biāo)尺:?
HRA:洛氏硬度范圍 22-88HRA。適用于極硬材料(如硬質(zhì)合金、淬火工具鋼)、薄硬材料(如薄鋼板、涂層)等。常用于檢測硬質(zhì)合金刀具(如車床刀頭)、汽車發(fā)動機(jī)氣門、金屬涂層(如鍍鋅板、鍍鉻層)等,壓痕較小,可以避免破壞涂層。
HRB:洛氏硬度范圍20-100HRB。適用于軟質(zhì)金屬(如退火鋼、銅合金、鋁合金、軟鋼)。常用于檢測鋁型材(如門窗框架)、鋁合金板材、銅制零件(如電線端子、銅管)、退火后的低碳鋼(如普通鋼板、鐵釘)。
HRC:洛氏硬度范圍20-70HRC。適用于中高硬度金屬(如淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、高硬度鑄鐵)。常用于檢測機(jī)械零件的核心部件(如齒輪、軸承、軸類)、刀具、沖壓模具、注塑模具等。?
表面洛氏N、T 標(biāo)尺適用于薄件、表面處理層、小部件。
對于用金剛石圓錐壓頭進(jìn)行的試驗,試樣或試驗層厚度應(yīng)不小于殘余壓痕深度的10倍;對于用球壓頭進(jìn)行的試驗,試樣或試驗層的厚度應(yīng)不小于殘余壓痕深度的15倍。試樣表面粗糙度應(yīng)不大于0.8μm,對于精度要求不高的工業(yè)應(yīng)用或較軟材料,可以放寬到1.6 μm。
優(yōu)勢和劣勢
優(yōu)勢:
操作簡便快捷,可以從刻度盤或數(shù)顯屏直接讀取硬度值,效率極高,非常適合生產(chǎn)現(xiàn)場的快速檢驗;
洛氏硬度計與布氏硬度計相比壓痕較小,工件后續(xù)仍然可以投入使用;
多種標(biāo)尺,適用范圍廣,從軟到硬材料都可測試。
劣勢:
壓痕較小,只能反映局部硬度,對不均勻材料重復(fù)性和準(zhǔn)確性相對較差,需要多點測量取平均;
壓痕深度較深,可能壓透薄層測到基體材料數(shù)據(jù),不適用于極薄或極淺的表面層;
不同標(biāo)尺硬度值使用不同的試驗力和壓頭,數(shù)據(jù)沒有換算關(guān)系,無法直接比較。

通過洛氏硬度計的應(yīng)用,能夠快速、準(zhǔn)確地測量出金屬材料的硬度,尤其適合生產(chǎn)線上的快速檢測與材料表面質(zhì)量檢查。
近年來,洛氏硬度的測量也可通過里氏硬度計完成,通過儀器內(nèi)置的HRA,HRB,HRC等硬度制式,能準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換出測量的洛氏硬度值。更多關(guān)于里氏硬度計的應(yīng)用可以咨詢我們的客服為您解答!