珠海金属材料洛氏硬度试验检测

珠海金属材料洛氏硬度试验检测  

金属材料洛氏硬度试验是工业领域应用Zui广泛的硬度检测方法之一，通过测量压痕深度间接反映材料硬度，尤其适用于成品和半成品的快速检测，其核心优势在于压痕小、操作便捷且能覆盖从软到硬的全硬度范围。

试验原理：从压痕深度到硬度值的转化逻辑

洛氏硬度试验通过两次加载实现测量：

初载荷（P0）：98.07N（约10kgf），使压头与试样表面良好接触，消除表面微观不平影响，压入深度为h0；

总载荷（P=P0+P1）：根据标尺不同施加主载荷P1（如HRC标尺主载荷1373N），总压入深度为h1；

硬度计算：卸除主载荷后，弹性变形恢复，残余压痕深度h=h1-h2（h2为弹性恢复深度），硬度值通过公式转换：

金刚石压头（如HRA、HRC）：HR = 100 - h/0.002mm

钢球压头（如HRB）：HR = 130 - h/0.002mm

（h单位为mm，0.002mm为表盘刻度系数，数值越大表示材料越硬）

 核心标尺体系：从软到硬的全覆盖方案

根据压头类型和载荷组合，洛氏硬度分为15种标尺，工业常用3类：

1. HRA（金刚石圆锥+60kgf总载荷）

压头：120°顶角金刚石圆锥

适用材料：超硬材料（硬质合金、渗碳淬火钢）、薄片材料（厚度≥0.5mm）

典型应用：硬质合金刀具（HRA 80-90）、轴承滚子表面硬化层

分度范围：20-88HRA（低于20HRA压痕过深，高于88HRA接近金刚石硬度）

2. HRB（1.588mm钢球+100kgf总载荷）

压头：直径1.588mm（1/16英寸）淬火钢球

适用材料：中等硬度材料（退火钢、铜合金、铝合金）

典型应用：低碳钢冷轧板（HRB 60-80）、黄铜管件（HRB 50-70）

分度范围：20-100HRB（低于20HRB钢球易变形，高于100HRB压痕过小）

3. HRC（金刚石圆锥+150kgf总载荷）

压头：120°顶角金刚石圆锥

适用材料：高硬度材料（淬火钢、工具钢、模具钢）

典型应用：汽车齿轮（HRC 58-62）、高速钢铣刀（HRC 63-65）

分度范围：20-70HRC（工程上Zui常用，对应硬度范围约230-700HV）

其他特殊标尺

HRN（表面洛氏，小载荷）：适用于薄镀层（如镀铬层，HR15N标尺）

HRE（3.175mm钢球+100kgf）：检测软金属（如铅、锡合金）

️ 试验设备与操作流程

1. 洛氏硬度计结构

主机：含工作台（平面/V型/式）、压头升降机构

压头：金刚石圆锥（HRA/C/D）、钢球（HRB/E/F，直径1.588mm/3.175mm）

载荷系统：杠杆式或液压式加载，保证载荷精度±1%

测量系统：指针表盘或数显屏，直接读取硬度值

2. 标准操作步骤

试样制备：

表面粗糙度Ra≤1.6μm（需打磨抛光，避免氧化皮、油污）；

厚度要求：至少为残余压痕深度的10倍（如HRC 50时压痕深度约0.1mm，试样厚度≥1mm）；

平面度：≤0.05mm/100mm，避免倾斜导致载荷分布不均。

试验过程：

安装试样→选择标尺（如HRC）→施加初载荷（指针归零）→施加总载荷（保持3-5秒）→卸除主载荷→读取硬度值；

压痕间距：相邻压痕中心距≥压痕直径4倍（约3-5mm），距试样边缘≥2.5倍压痕直径（约2mm）。

数据处理：每个试样至少测3点，去除异常值后取平均值（如5点测量结果：58.5、59.0、58.0、59.5、58.5，舍弃59.5后平均58.5HRC）。