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,在制造業的質量控制中應用非常廣泛。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,以及優缺點,幫助大家根據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,A、C、D、N、T標尺N=100,其他標尺N=130;
S:標尺常數,表面洛氏硬度N、T標尺常數=0.001mm,其他洛氏硬度標尺常數=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、硬質合金等。對應標尺如 HRA, HRC, HRD。
硬質合金球壓頭: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,對應標尺如 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。用于建立基準零點。
主試驗力:根據標尺不同而變化。
總試驗力 = 初始試驗力 + 主試驗力。
常用標尺的探頭與試驗力:
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尺。
適用的測試對象
洛氏硬度計應用非常廣泛,通過不同的標尺(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。
常用標尺:?
HRA:洛氏硬度范圍 22-88HRA。適用于極硬材料(如硬質合金、淬火工具鋼)、薄硬材料(如薄鋼板、涂層)等。常用于檢測硬質合金刀具(如車床刀頭)、汽車發動機氣門、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、調質鋼、高硬度鑄鐵)。常用于檢測機械零件的核心部件(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行的試驗,試樣或試驗層厚度應不小于殘余壓痕深度的10倍;對于用球壓頭進行的試驗,試樣或試驗層的厚度應不小于殘余壓痕深度的15倍。試樣表面粗糙度應不大于0.8μm,對于精度要求不高的工業應用或較軟材料,可以放寬到1.6 μm。
優勢和劣勢
優勢:
操作簡便快捷,可以從刻度盤或數顯屏直接讀取硬度值,效率極高,非常適合生產現場的快速檢驗;
洛氏硬度計與布氏硬度計相比壓痕較小,工件后續仍然可以投入使用;
多種標尺,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,對不均勻材料重復性和準確性相對較差,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據,不適用于極薄或極淺的表面層;
不同標尺硬度值使用不同的試驗力和壓頭,數據沒有換算關系,無法直接比較。
通過洛氏硬度計的應用,能夠快速、準確地測量出金屬材料的硬度,尤其適合生產線上的快速檢測與材料表面質量檢查。
近年來,洛氏硬度的測量也可通過里氏硬度計完成,通過儀器內置的HRA,HRB,HRC等硬度制式,能準確轉換出測量的洛氏硬度值。更多關于里氏硬度計的應用可以咨詢我們的客服為您解答!