洛氏硬度沒有單位,是一個無綱量的力學性能指標,因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。其最常用的硬度標尺有A、B、C三種,通常記作HRA、HRB、HRC,其表示方法為硬度數據+硬度符號,如50HRC。
洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準,稱為標尺A、標尺B、標尺C。
洛氏硬度試驗是現今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一,三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf),最后根據壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是球錐菱形壓頭,然后加壓至588.4N(合60kgf);標尺B使用的是直徑為1.5875mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭,然后加壓至980.7N(合100kgf);而標尺C使用與標尺A相同的球錐菱形作為壓頭,但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟的材料,而標尺A、C適用較硬的材料。
實踐證明,金屬材料的硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。但各種材料的換算關系并不一致。
有一些標尺(如含N、T、W、X、Y的標尺)是對洛氏硬度試驗的補充,由表面洛氏硬度試驗得出。因為在采用洛氏硬度試驗時,當遇到材料較薄,試樣較小,表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層等情況時,就應改用表面洛氏硬度試驗。
之所以分出這么多種標尺,是因為在標尺的使用中,越靠近上下限就越不準。
HRC標尺的使用范圍是20~70HRC,當硬度值小于20HRC時,因為壓頭的圓錐部分壓入太多,靈敏度下降,這時應改用HRB標尺。盡管HRC標尺的上限值為70HRC,但是當試樣硬度大于67HRC時,壓頭尖端承受的壓力過大,金剛石容易損壞,壓頭壽命會大大縮短,所以在測量偏HRC標尺上限的硬度時,應使用HRA標尺,因為HRA的上限范圍同HRC相當,但試驗力要小很多。
HRA標尺的使用范圍是20-88HRA,由美國標準ASTM E140可以獲得以下換算關系:27HRA≈30HRB;60HRA≈100HRB≈20HRC;85.6HRA≈68HRC;可見,在同等數值的情況下,對應標尺的硬度由高到低為C、A、B,但HRA標尺的測試范圍廣,基本包含了HRB和HRC,涵蓋了從軟鋼(HRB)、硬鋼(HRC)到硬質合金的硬度范圍。但事實上,HRA標尺很少用于測試軟鋼,主要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質合金。在硬質合金方面,由于技術進步,有些材料硬度已達到93-94HRA,材料硬度超出HRA的測量范圍上限已成為慣例。依借于HRA標尺測試范圍廣的特性,在使用洛氏硬度計測試鋼試樣時,如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼,可先用HRA標尺試測一下,當硬度值小于60HRA時可改用HRB標尺,當硬度值大于60HRA時可改用HRC標尺。
HRB標尺的使用范圍是20~100HRB,當硬度值低于20HRB時,由于鋼球的壓入深度過大,金屬蠕變加劇,試樣在試驗力作用下的變形時間延長,測試值準確度降低,此時應改用HRF標尺。當硬度值大于100HRB時,因為鋼球壓入深度過淺,靈敏度降低,精度下降,此時應改用HRC標尺。在使用HRB標尺測試鋼試樣時,一個特別值得注意的地方是:當預先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時,決不可使用HRB標尺做測試,因為用鋼球壓頭誤測了淬火鋼,鋼球就可能會變形,鋼球壓頭就會損壞,這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時應先用金剛石壓頭,用HRA標尺測試一下,再決定是用HRB還是用HRC。
HRF標尺的使用范圍是60~100HRF。HRF標尺是國外使用較多的一個標尺,它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在中國,也存在標準硬度塊短缺的問題,它的應用也受到了限制。
HRG標尺適用于HRB值接近100的材料,對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標尺的高端和HRC標尺低端的材料,如果改用HRG標尺,就可以大大改善測試的靈敏度,提高測試精度。
鋼材的硬度:金屬硬度(Hardness)的代號為H。
●常規(guī)表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC較為常用。
●HB應用范圍較廣,一般用于材料較軟的時候,如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。HRC適用于表面高硬度材料。HRC適用范圍HRC 20-67,相當于HB225-650。兩者的原理區(qū)別在于:布氏硬度以壓痕直徑來衡量硬度,而洛氏硬度(HR)以壓痕深度來衡量硬度。洛式硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數點求平均值,適用成品和薄片,歸于無損檢測一類。布式硬度壓痕較大,測量值準,不適用成品和薄片,一般不歸于無損檢測一類。
●HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV)以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的載荷除以表面積,即為維氏硬度值(HV)。
●HL手提式硬度計,測量方便,利用沖擊球頭沖擊硬度表面后,產生彈跳;利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/ VA(沖擊速度),所以撞擊響聲以通透為好。
●最常用的便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度。
這兩者之間并不能換算,兩者的單位并不一樣。莫氏硬度是用刻痕法將棱錐形金剛鉆針刻劃所測試礦物的表面,并測量劃痕的深度,該劃痕的深度就是莫氏硬度,以符號HM表示。洛氏硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值的...
硬度之間是沒有準確的換算公式的,他們的檢測原理不同,布氏(HB)在一定壓力下用淬硬的鋼球或硬質合金球壓被測件。按下壓力和壓痕的表面積的比值來算硬度的??赏ㄟ^壓痕直徑來查出。維氏(HV)是用一個正四棱錐...
洛氏硬度和維氏硬度可以換算,見下列換算表:
洛氏硬度試驗采用三種試驗力,三種壓頭,它們共有9種組合,對應于洛氏硬度的9個標尺:HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH和HRK。這9個標尺的應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。HRA 60kg載荷金剛石錐壓入器;HRB 100kg載荷1/16"直徑鋼球壓頭;HRC 150kg載荷金剛石錐壓入器;最常用標尺是HRC、HRB和HRF,其中HRC標尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調質鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應用最多的硬度試驗方法。HRB標尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標尺盡管也可用于大多數黑色金屬,但是實際應用上一般只限于測試硬質合金和薄硬鋼帶材料。
表面洛氏硬度試驗采用三種試驗力,兩種壓頭,它們有6種組合,對應于表面洛氏硬度的6個標尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充,在采用洛氏硬度試驗時,當遇到材料較薄,試樣較小,表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時,就應改用表面洛氏硬度試驗。這時采用與洛氏硬度試驗相同的壓頭,采用只有洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力,就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結果。表面洛氏硬度的N標尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料;T標尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。
洛氏硬度計和表面洛氏硬度計的標尺(即不同的壓頭和試驗力組合)通常按材料種類、試樣厚度和硬度范圍三方面的因素來選擇,具體選擇方法敘述如下:
按材料種類選擇
A標尺多用于測量碳化鎢、硬質合金、表面硬化零件等等的硬度;
B標尺多用于測量有色金屬、合金及退火鋼等低硬度的零件的硬度;
C標尺多用于測量碳鋼、工具鋼及合金鋼等經淬火、回火處理的試樣的硬度。
按材料選擇并不是一種嚴格的做法。因為每一種材料隨著其所采用的不同的熱處理工藝,其最終硬度不可能相同,因此所適應的硬度標尺也不會相同。
Scale |
Indenter |
Preliminary force P(N) |
Total force F(N) |
HRA |
Diamond cone |
98.07 |
588.4 |
HRB |
Ball 1.5875 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
HRC |
Diamond cone |
98.07 |
1471 |
HRD |
Diamond cone |
98.07 |
980.7 |
HRE |
Ball 3.175 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
HRF |
Ball 1.5875 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
HRG |
Ball 1.5875 mm dia. |
98.07 |
1471 |
HRH |
Ball 3.175 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
HRK |
Ball 3.175 mm dia. |
98.07 |
1471 |
HRL |
Ball 6.350 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
HRM |
Ball 6.350 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
HRP |
Ball 6.350 mm dia. |
98.07 |
1471 |
HRR |
Ball 12.70 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
HRS |
Ball 12.70 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
HRV |
Ball 12.70 mm dia. |
98.07 |
1471 |
HR15N |
Diamond cone |
29.42 |
147.1 |
HR30N |
Diamond cone |
29.42 |
294.2 |
HR45N |
Diamond cone |
29.42 |
441.3 |
HR15T |
Ball 1.5875 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
HR30T |
Ball 1.5875 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
HR45T |
Ball 1.5875 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
HR15W |
Ball 3.175 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
HR30W |
Ball 3.175 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
HR45W |
Ball 3.175 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
HR15X |
Ball 6.350 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
HR30X |
Ball 6.350 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
HR45X |
Ball 6.350 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
HR15Y |
Ball 12.70 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
HR30Y |
Ball 12.70 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
HR45Y |
Ball 12.70 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
按樣品的硬度范圍選擇
1:樣品硬度與材料成分及熱處理工藝的關系:在相同的熱處理工藝下,材料的含碳量越高,材料的硬度也越高。對應于相同的材料,由工藝引起的硬度高低是:淬火、正火、退火。
2:各種洛氏硬度標尺的適應范圍。每種洛氏硬度標尺都有一個可用范圍,這一點很容易從硬度計刻度盤上的分度來確定。
不同洛氏硬度標尺(不包括表面洛氏硬度標尺)的使用范圍如下:
標尺 |
使用范圍 |
硬度符號 |
A |
20-88HRA |
HRA |
B |
20-100HRB |
HRB |
C |
20-70HRC |
HRC |
D |
40-77HRD |
HRD |
E |
70-100HRE |
HRE |
F |
60-100HRF |
HRF |
G |
30-94HRG |
HRG |
H |
80-100HRH |
HRH |
K |
40-100HRK |
HRK |
按厚度或硬化層深度
洛氏硬度試驗對樣品試樣有要求,其厚度不能小于殘余壓痕深度的10倍,試樣背面不能出現明顯的變形痕跡。由此樣品的厚度決定了載荷的選擇,載荷必須保證其所引起的變形小于樣品的最小厚度。對于每一種硬度試驗,都存在最小可測量厚度 。2100433B
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第1頁,共 1頁 地址:四川省成都市新津縣工業(yè)區(qū)興園 8路397號 電話: 82551093 傳真: 82551093 郵編: 611430 試驗: 審核: 簽發(fā): 日期: 年 月 日 檢測 結論 該樣品所檢指標符合委托方產品質量證明書的技術要求。 備注 批號: 5101012016041201。 說明 1.報告無試驗人,審核人,簽發(fā)人簽字及未蓋鮮章無效; 2.報告涂改,換頁及復印件未經我公司重新 蓋鮮章無效; 3.本報告所涉及內容和結果僅對來樣負責,若有意見或疑問應于收到報告之日起十日內 向本公司提出,逾期未提出的,視為無異議。 / / / / / / / / / / // / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / // / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / // / / /
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硬度對照表 根據德國標準 DIN50150, 以下是常用范圍的鋼材抗拉強度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照 表。 抗拉強度 RmN/mm2 維氏硬度 HV 布氏硬度 HB 洛氏硬度 HRC 250 80 76.0 - 270 85 80.7 - 285 90 85.2 - 305 95 90.2 - 320
洛氏硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值的指標,以0.002毫米作為一個硬度單位。在洛氏硬度試驗中采用不同的壓頭和不同的試驗力,會產生不同的組合,對應于洛氏硬度不同的標尺。常用的有3個標尺,其應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。
洛氏硬度(HR)測試,當被測樣品過小或者布氏硬度(HB)大于450時,就改用洛氏硬度計量。試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐體或直徑為1.5875mm/3.175mm/ 6.35mm/12.7mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕深度求出材料的硬度。最常用的三種標尺為A、B、C,即HRA、HRB、HRC,要根據實驗材料硬度的不同,選用不同硬度范圍的標尺來表示。
1. HRA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度較高的材料。例如:鋼材薄板、硬質合金。
2. HRB 是采用100Kg載荷和直徑1.5875mm淬硬的鋼球求得的硬度,用于硬度較低的材料。例如:軟鋼、有色金屬、退火鋼等。
3.HRC是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度較高的材料。例如:淬火鋼、鑄鐵等 。2100433B
按應用方式來分:一般洛氏硬度計,表面洛氏硬度計,綜合型洛氏硬度計;
按操作方式來分:手動洛氏硬度計,電動洛氏硬度計;
按顯示方式來分:指針式,數顯洛氏硬度計;
按加載方式來分:砝碼通過杠桿原理加載,電機和傳感器組成閉環(huán)加載;
按參考平臺來分:手動平臺洛氏硬度計,平臺移動式自動洛氏硬度計,機頭移動式自動洛氏硬度計。
洛氏硬度試驗是簡便、迅速的硬度測試方法。洛氏硬度試驗方法廣泛應用於生產制造、科學研究的各個領域。
洛氏硬度的符號以HR表示。為適應各種不同材料的應用,根據所用的壓頭及試驗力的不同組合區(qū)分為洛氏硬度標尺(A、B、C、D、E、F、G、H、K、L、M、P、R、S、V……)。