洛氏硬度检测方法

           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》。


    一、洛氏硬度检测方法

    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。

    洛氏硬度检测方法

     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)

    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.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。
      (2)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) ℃。
      (3)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。
      (4)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。
      (5)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。
      (6)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

      (1)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。
      (2)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。
      (3)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。
      (5)对于低硬度材料,经协商试验力保持时间可以延长,允差±2s。
      (6)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。
      (7)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。
      (8)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

      (1)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。
      (2)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。
      (3)结果的书写
      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。

    资料摘取于《金属硬度检测手册》


    最常用的HR-150A洛氏硬度计技术参数


    主要技术规格:
    测量范围:20—88HRA,  20—100HRB,  20—70HRC
    试验力:588.4、980.7、1471牛顿(60、100、150公斤力)
    试样允许最大高度:170㎜
    压头中心至机壁距离:135㎜
    硬度分辨率:0.5HR
    外形尺寸:466×238×630㎜
    重量:约65㎏

    主要特点:
    手动洛氏硬度计,精确、可靠、耐用,测试效率高;
    表盘直接读数,HRA、HRB、HRC标尺;
    可选配洛氏的其它标尺;
    精密油压缓冲器,加载速度可调;
    机械手动测试过程,无需电器控制;
    广泛适用于生产现场中的品质监控,工作环境适应性强;
    精度符合GB/T230.2 ISO6508-2和美国ASTM E18 。

    应用范围:
    测定黑色金属、有色金属、非金属材料的洛氏硬度测量;

    曲面测量稳定可靠。
    (本文选自莱州华银硬度计)

     

     

      内六角,圆柱头,台阶,螺钉 轴承螺丝,非标轴肩,塞打 导向圆柱端 紧定 螺钉 内六角 沉头,十字槽,螺丝 电表螺丝 铅封螺丝 穿孔螺丝 十字,盘头螺丝 外六角,小螺丝 圆柱头,十一字槽,螺钉 圆头,十一字槽,方垫,二组合螺丝 圆头,米字槽,方垫,二组合螺丝 圆头,盘头,十字槽,六角垫,二组合螺丝 外六角,二组合螺丝 GB9074.4,盘头,十字,三组合,螺丝 杯形,内六角,自攻螺钉,直修螺丝 过山丝 圆头,内六角,自攻螺丝 圆头,米字,自攻螺丝 盘头,一字,两边槽,自攻螺丝 沉头,十字,自攻螺丝 半圆头,十字槽,自攻螺丝 大脑马车,螺栓 一字槽,双头,螺栓 平头型,尾端,内六角,螺栓 内六角,半圆头,防盗,螺钉, 焊点螺钉 焊接螺栓 对锁螺丝,锁具螺丝 刀把螺丝、梅花螺丝、刀杆螺丝、数控刀具螺丝 圆柱头,内六角,法兰螺栓 十字,外六角,法兰面,螺栓 平脑,六角,法兰螺栓 内六角,半圆头,法兰螺栓 DIN34800,小法兰,梅花头,螺栓,DIN34801,大法兰 非标,圆柱头,螺钉 内六角无头螺钉 非标,平脑,台阶螺栓, 非标,内六角,台阶螺钉 内六角,伞脑螺钉,球形螺钉 非标,内六角,无头螺丝 非标螺丝 柳钉 六角柳钉 非标,紧定螺钉 非标件 异形件 非标,大脑,内六角,螺栓 非标,大脑螺栓 半圆头,尾端,穿洞螺栓 非标,半圆头,螺栓 球形螺栓 塔形螺栓 T形螺栓