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洛氏硬度試驗原理及優(yōu)缺點

更新時間:2015-05-04      點擊次數(shù):3284
 1、試驗原理

  洛氏硬度是以頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為Φ1.588㎜的淬火鋼球作壓頭,以規(guī)定的試驗力使其壓入試樣表面。試驗時,先加初試驗力,然后加主試驗力。壓入試樣表面之后卸除主試驗力,在保留初試驗力的情況下,根據(jù)試樣表面壓痕深度,確定被測金屬材料的洛氏硬度值。
           

  如圖所示,0-0為金剛石壓頭還沒有和試樣接觸的位置。1-1是在初試驗力作用下壓頭所處的位置,壓入深度為h1,目的是為了消除由于試樣表面不光潔對試驗結(jié)果的性造成的不良影響。圖中2-2在總試驗力(初試力+主試驗力)作用下壓頭所處位置,壓入深度為h2。3-3是卸除主試驗力后壓頭所處的位置,由于金屬彈性變形得到恢復,此時壓頭實際壓入深度為h3。故由于主試驗力所引起的塑性變形而使壓頭壓入深度為h=h3-h(huán)1。洛氏硬度值由h的大小確定,壓入深度h越大,硬度越低;反之,則硬度越高。一般說來,按照人們習慣上的概念,數(shù)值越大,硬度越高。因此采用一個常數(shù)c減去h來表示硬度的高低。并用每0.002㎜的壓痕深度為一個硬度單位。由此獲得的硬度值稱為洛氏硬度值,用符號HR表示。

          

  式中,c為常數(shù)(對于 HRC、HRA,c取0.2;對于HRB,c取0.26)。由此獲得的洛氏硬度值HR為一無名數(shù),試驗時一般由試驗機指示器上直接讀出。
 

2、常用洛氏硬度標尺及適用范圍

 

標 尺

壓頭類型

總試驗力 kgf

硬度值有效范圍

應  用

HRA

HRB

HRC

120°金剛石圓錐體

(1/16) ” ( Φ1.588㎜)鋼球

120°金剛石圓錐體

600

1000

1500

70-88

20-100

20-70

硬質(zhì)合金、表面淬火層或滲碳層等

有色金屬、退火、正火鋼等

淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等

 

  上述洛氏硬度的三種標尺中,以HRC應用zui多,一般經(jīng)淬火處理的鋼或工具都采用HRC測量。在中等硬度情況下,洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間關(guān)系約為1:10,如40HRC 相當于400HBS 。如50HRC,表示用HRC標尺測定的洛氏硬度值為50。硬度值應在有效測量范圍內(nèi)(HRC為20-70)為有效。
 

3、試驗優(yōu)缺點

優(yōu)點:①操作簡單迅速,效率高,直接從指示器上可讀出硬度值;
②壓痕小,故可直接測量成品或較薄工件的硬度;
③對于HRA和HRC采用金剛石壓頭,可測量高硬度薄層和深層的材料。

缺點:由于壓痕小,測得的數(shù)值不夠準確,通常要在試樣不同部位測定四次以上,取其平均值為該材料的硬度值。

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