洛氏硬度計(jì)使用指南:原理、計(jì)算方式與適用范圍
洛氏硬度試驗(yàn)是最常用的材料硬度檢測(cè)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(cè)量壓入深度的方法,測(cè)量的硬度值可以通過(guò)指示直接讀出,根據(jù)被測(cè)材料硬度的大小不同,可以選擇不同的洛氏硬度計(jì)壓頭和試驗(yàn)力。
本文將重點(diǎn)闡述洛氏硬度計(jì)的原理,計(jì)算方式,壓頭類型與試驗(yàn)力選擇,適用對(duì)象,以及優(yōu)缺點(diǎn),幫助大家根據(jù)測(cè)試材料選擇合適的硬度計(jì)。
測(cè)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(yàn)力F0,測(cè)量初始?jí)汉凵疃取T偈┘又髟囼?yàn)力F1,隨后卸除主試驗(yàn)力F1保持初試驗(yàn)力F0測(cè)量最終壓痕深度。根據(jù)測(cè)量壓痕深度增量(最終壓痕深度h1-初始?jí)汉凵疃萮0)來(lái)表示金屬的洛氏硬度。

計(jì)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?jí)汉凵疃萮0
洛氏硬度壓頭類型與試驗(yàn)力選擇
洛氏硬度計(jì)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(cè)試高硬度材料,如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。對(duì)應(yīng)標(biāo)尺如 HRA, HRC, HRD。
硬質(zhì)合金球壓頭:用于測(cè)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(duì)應(yīng)標(biāo)尺如 HRB, HRF, HRG。

洛氏硬度測(cè)試分兩步施加力:
初始試驗(yàn)力: 固定為10 kgf。用于建立基準(zhǔn)零點(diǎn)。
主試驗(yàn)力:根據(jù)標(biāo)尺不同而變化。
總試驗(yàn)力 = 初始試驗(yàn)力 + 主試驗(yàn)力。
常用標(biāo)尺的探頭與試驗(yàn)力:
HRA:120°金剛石圓錐,總試驗(yàn)力60 kgf,試驗(yàn)力小,壓痕淺,用于硬而薄的材料;
HRB:1/16 英寸鋼球,總試驗(yàn)力100 kgf,最常用的測(cè)量軟鋼和有色金屬的標(biāo)尺;
HRC:120°金剛石圓錐,總試驗(yàn)力150 kgf,最常用的測(cè)量淬火鋼硬度的標(biāo)尺。
適用的測(cè)試對(duì)象
洛氏硬度計(jì)應(yīng)用非常廣泛,通過(guò)不同的標(biāo)尺(壓頭和試驗(yàn)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(cè)硬質(zhì)合金刀具(如車床刀頭)、汽車發(fā)動(dòng)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(cè)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(cè)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(duì)于用金剛石圓錐壓頭進(jìn)行的試驗(yàn),試樣或試驗(yàn)層厚度應(yīng)不小于殘余壓痕深度的10倍;對(duì)于用球壓頭進(jìn)行的試驗(yàn),試樣或試驗(yàn)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(duì)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(shì)和劣勢(shì)
優(yōu)勢(shì):
操作簡(jiǎn)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(chǎng)的快速檢驗(yàn);
洛氏硬度計(jì)與布氏硬度計(jì)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(cè)試。
劣勢(shì):
壓痕較小,只能反映局部硬度,對(duì)不均勻材料重復(fù)性和準(zhǔn)確性相對(duì)較差,需要多點(diǎn)測(cè)量取平均;
壓痕深度較深,可能壓透薄層測(cè)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(yàn)力和壓頭,數(shù)據(jù)沒(méi)有換算關(guān)系,無(wú)法直接比較。

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