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洛氏硬度檢測原理及應用

發布時間:2024-06-29 人氣:638

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。在規定的外加載荷下,將鋼球或金剛石壓頭垂直壓入試件表面,產生壓痕,測試壓痕深度,利用洛氏硬度計算公式HR=(K-H)/C便可計算出洛氏硬度。簡單說就是壓痕越淺,HR值越大,材料硬度越高。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(HRC)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:

洛氏硬度檢測原理及應用

HRA標尺的使用范圍是20-88HRA。是采用60Kg載荷和金剛石壓頭求得的硬度,用于硬度較高的材料。例如:鋼材薄板、硬質合金。HRA標尺的測試范圍涵蓋了從軟鋼(HRB)、硬鋼(HRC)到硬質合金的硬度范圍。然而,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,這已超出標準規定。工程上超出HRA高端的測量范圍已成為慣例。 HRA標尺有一個特殊用途。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。HRB標尺的使用范圍是20~100HRB。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。

HRC是采用150Kg載荷和金剛石壓頭求得的硬度,用于硬度較高的材料。例如:淬火鋼、鑄鐵等。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標尺被規定的上限值為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,因此一般應改用HRA標尺。

上面提到的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。但是在我國,也存在標準硬度塊短缺的問題,它的應用也受到了限制。

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。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充。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。

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