手動洛氏硬度計的使用

【資料簡介】

手動洛氏硬度計的使用

硬度試驗一般分為布氏、洛氏、維氏。而洛氏硬度計具有操作簡單、結果準確、工作效率高以及不使試件遭受破壞等特點、 因此，被普遍地應用在試驗室及間生產過程中。現就洛氏硬度計的正確使用及注意事項介紹如下，供參考。

1、洛氏硬度計試驗原理
洛氏硬度試驗，是用特殊的壓頭（金剛石壓頭或鋼球壓頭），在先后施加兩個載荷（預載荷和總載荷）作用下壓入被試驗金屬表面，總載荷P為預載荷尸0（10kg）及主載荷P1之和，即P：P0十P1。

2、使用范圍及標注符號
試驗時可按下表選擇壓頭和載荷數值，標注符號及有效測量范圍。
壓頭與載荷應用普遍的幾種組合：1〉A刻度：壓頭為頂角120。的圓錐體金剛石壓頭，總載荷為60kg：用于測定硬度*超過HRC67的金屬（如碳化鎢硬質合金等），或試件為硬的薄板材料及薄表面層而不肓采用HRC的場合。2〉B刻度：直徑為1．588mm的鋼球壓頭，總載荷為100kg。,用于測定較軟或硬度中等的金屬及未經淬火的，鋼制品，應用范同為HRB30～l00：當試樣硬度低于HRB30-100：當試樣硬度低于HRB30時，在多數情況下都開始出現蠕變現象，且鋼球與試件接觸面過大，所測結果不；當硬度高于HRBlOO~~．鋼球變形大，壓入試件深度太淺，所測結果也不準確。3〉c刻度：頂角為120。網錐體金剛石壓頭，總載荷為l50kg用于測定經過熱處理淬硬的鋼制品的硬度，應用范圍HRC20-67若試樣硬度低于HRC20，則壓頭壓入試件很深，由于壓頭形狀正確所造成的誤差加大，因而所測結果不；若試樣硬度高于HRC67時，則壓頭壓入試件很淺，在壓頭將產牛一個很大的壓力，壓頭易于損壞。

3、操作步驟

（1）準備一r作；使用經檢定合格的硬度計；試件的厚度大于l0倍壓痕的深度；根據試件形狀選擇適合的工作臺；選擇適合的壓頭及總載荷數值。（2）將試件放置丁作臺上，旋轉手輪使作臺緩慢升起，并頂起壓頭0．6mm，指示器表盤的小指針指在“3”處，大指針指在標記C及B處（稍差一點可轉動表盤對準為止）；（3）指針位置對準后，即可向前拉動加荷手柄．以使主載荷加于壓頭；（4）當指針轉動停頓下來后，即可將卸荷手柄推回，卸除主載荷；（5）從指示器上讀出相應的數值～采用金剛石壓頭時，按表盤外圈讀數；采用鋼球壓頭時，按表盤內圈讀數；（6）松開手輪，降下工作臺之后，即可稍稍挪動試件，選擇新的位置繼續試驗，兩個壓痕中心距離，不應小于3mm：對同一試件，在不同的部位進行不少于3次的試驗，以便得到可靠的硬度數值。

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硬度測量
硬度測量的應用：硬度測量具有簡便、快捷；不破壞試樣（非破壞性試驗）；硬度能綜合反映材料的強度等其他力學性能；硬度與耐磨性具有直接關系，硬度越高，耐磨性越好。所以硬度測量應用極為廣泛，常把硬度標注于圖紙上，作為零件檢驗、驗收的主要依據。
測量方法：可采用壓入法、加彈法、劃痕法等測量方法。生產中常用壓入法（有布氏硬度法、洛氏硬度法、維氏硬度法等）。
（1）布氏硬度]:HB（Brinell-hardness ）（HBS、HBW ）
布氏硬度測量原理：采用直徑為D的球形壓頭，以相應的試驗力F壓入材料的表面，經規定保持時間后卸除試驗力，用讀數顯微鏡測量殘余壓痕平均直徑d,用球冠形壓痕單位表面積上所受的壓力表示硬度值。實際測量可通過測出d值后查表獲得硬度值。
HBS（HBW） = F/S = 2F/πD[D - （D2-d2）1/2]
HBS--表示用淬火鋼球壓頭測量的布氏硬度值。適用范圍：小于450;
HBW--表示用硬質合金壓頭測量的布氏硬度值。適用范圍：450~650
布氏硬度的測量原理
布氏硬度表示方法：符號HBS或HBW之前的數字表示硬度值，符號后面的數字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時間。
如：120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf（9.807kN）載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120
布氏硬度特點：優點：測量數值穩定，準確，能較真實地反映材料的平均硬度；
缺點：壓痕較大，操作慢，不適用批量生產的成品件和薄形件
布氏硬度測量范圍：用于原材料與半成品硬度測量，可用于測量鑄鐵；非鐵金屬（有色金屬）、硬度較低的鋼（如退火、正火、調質處理的鋼）
（2）洛氏硬度]:HR（Rockwll hardnes）
洛氏硬度測量原理：用金剛石圓錐或淬火鋼球壓頭，在試驗壓力F 的作用下，將壓頭壓入材料表面，保持規定時間后，去除主試驗力，保持初始試驗力，用殘余壓痕深度增量計算硬度值，實際測量時，可通過試驗機的表盤直接讀出洛氏硬度的數值。
HR = K - h/0.002
K--常數，金剛石壓頭取值100,球形壓頭取值130
洛氏硬度測量原理
洛氏硬度測量條件：洛氏硬度可以測量從軟到硬較大范圍的硬度值，根據被測對象硬度值大小不同，可用不同的壓頭和試驗力，如下表。
常用洛氏硬度的試驗條件和應用范圍
硬度符號 壓頭類型 總試驗力 F/N（kgf） 硬度范圍 應用舉例
HRA 120o金剛石圓錐 588.4（60） 20~88 硬質合金、碳化物、淺層表面硬化鋼等
HRB φ1.588mm淬火鋼球 980.7（100） 20~100 退火、正火鋼，鋁合金、銅合金、鑄鐵
HRC 120o金剛石圓錐 1471（150） 20~70 淬火鋼、調質鋼、深層表面硬化鋼
洛氏硬度特點：優點：測量迅速、簡便、壓痕小、硬度測量范圍大 ,
缺點：數據準確性、穩定性、重復性不如布氏硬度
洛氏硬度測量范圍：可用于成品和薄件，但不宜測量組織粗大不均勻的材料（如上表所示）
（3）維氏硬度]:HV（diamond penetrator hardness）
維氏硬度測量原理：與布氏硬度相似。采用相對面夾角為136o金剛石正四棱錐壓頭，以規定的試驗力F壓入材料的表面，保持規定時間后卸除試驗力，用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值。
維氏硬度測量原理
維氏硬度特點：測量范圍大，可測量硬度為10~1000HV范圍的材料；量壓痕小。
維氏硬度應用：可測量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。
*上述各種硬度測量法，相互間沒有理論換算關系，故試驗結果不能直接進行比較，應查閱硬度換算表進行比較。
* 各種硬度的換算經驗公式：硬度在200~600HBS時 :1HRC相當于10HBS ;硬度小于450HBS時：1HBS相當于1HV
* 利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度：根據布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單且容易記住的經驗公式：HRC =（479-100D）/4,其中D為Φ10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5 ~ -1范圍內，該公式在現場用起來十分方便，您不妨試一試。
3、沖擊韌性測量
金屬夏比缺口沖擊試驗：按GB/T229-1994進行，采用橫截面尺寸為10mm×10mm、長度為55mm,試樣的中部開有V或U形缺口的沖擊試樣。試驗時沖擊試樣的開口背向擺錘的沖擊方向置于試驗機的支架上，將試樣一次沖斷。
沖擊試驗機 沖擊試驗原理
沖擊吸收功的測量
沖擊吸收功AK :試樣在一次沖擊試驗力作用下，斷裂時所吸收的功稱為沖擊吸收功，用AKV（或AKU）表示，單位為J（焦爾）。
AK = mgh1 - mgh2 = mg（h1-h2）
沖擊吸收功的意義：判斷材料抵抗沖擊載荷的能力，沖擊吸收功小的材料，其脆性大，易被沖斷；沖擊吸收功對溫度敏感，可用于評定材料的冷脆傾向；沖擊及收功對組織敏感，可用于進行冶金夾雜物和熱加工質量的簽定。