洛氏硬度试验原理与检测方法

洛氏硬度试验原理及检测方法1.洛氏硬度操作原理2.洛氏硬度设备简介3.洛氏硬度检测及注意事项4.洛氏硬度的应用范围及优缺点5.表面洛氏硬度试验1.洛氏硬度操作原理1.1测量原理及检测过程洛氏硬度试验采用1200金刚石圆锥或淬火钢球作为压头，在初试验力F0及总试验力F1先后作用下，将规定的压头压入试样表面，保持一定的时间后卸除主试验力Fl，在保留初试验力F0下测量压痕残余深度e。100（或130）减去e值即为洛氏硬度值。钢球压头与金刚石压头洛氏硬度压痕1.2计算公式：HRKe210.002hhemmK为常数，用钢球压头时为130；用金刚石压头时为100。K为什么定义为130或100？根据洛氏硬度定义：一个洛氏硬度单位在特定条件下定义为0.002mm的压痕深度残余增量。1.3洛氏硬度标尺分类及选用原则洛氏硬度计按照洛氏硬度试验的基本定义设计，采用金刚石、φ1.588mm和φ3.175mm钢球三种压头，采用60kg、100kg、150kg三种试验力。GB/T230-91《金属洛氏硬度试验方法》中扩展为HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRK、HRH九个标尺。A标尺采用金刚石压头，60kg的载荷，测量范围为20～88HRA。适用于测定坚硬或薄硬材料的硬度。如硬质合金、渗碳后淬硬钢、经硬化处理的薄钢带、薄钢板等。C标尺采用金刚石压头，150kg的载荷，测量范围为20～70HRC。当试样硬度低于20HRC时，金刚石压头压入试样过深，由于压头几何形状所造成的误差增大，测量结果不准确，一般要选用B标尺；当试样硬度大于70HRC时，压头尖端产生的压力过大，金刚石容易损坏，一般采用检测力较小，压入很深度较小的A标尺。适应于炭钢、工具钢及合金钢等经过淬火及回火处理的试样的硬度试验。B标尺采用钢球压头，100kg的载荷，硬度范围为20～100HRB，当试样硬度小于20HRB时，多数情况下金属开始蛹变，变形延续很长时间，测量结果不容易准确；当试样硬度大于100HRB时，由于钢球压头可能变形，以及压入深度太小．影响精确测量，均可能造成误差。用来测量有色金属、合金及退火钢等低硬度零件的硬度。1.3洛氏硬度标尺选用原则2洛氏硬度试验设备介绍金属洛氏硬度计是测量材料洛氏硬度的专用设备。a.施加试验力的方式不同：1．直接加荷式硬度计2．杠杆式硬度计3.还有弹簧加试验力及液压加试验力等形式的硬度计。b.按照结构形式不同：还分为台式和携带式等。直接加荷式是以法码的实际重量直接施加在压头上，由螺旋读数显微镜构成测量系统。目前国内外已采用光栅装置及激光干涉仪等先进测量技术测量压痕深度，极大的提高了测量精度。这种结构的硬度计具有较高的精度，一般作为计量机构的基、标准仪器，或用作精密测量。但这种仪器对环境的要求较高，比较笨重，效率较低。图1－1直接加荷式硬度计1－2杠杆式洛氏硬度计图1－2是杠杆式硬度计结构示意图。这种硬度计体积和重量大大减小了，使用方便迅速。工作中硬度计绝大多数采用这种结构形式。随着科学技术的发展，光栅等测量技术、微电子技术及计算技术的运用，工作洛氏硬度计有了很大的发展。如数显洛氏硬度计采用光栅技术，微机采集数据运算以后，自动显示并印出测量结果，提高了测量精度，减少了人员误差。便携式特点是：其试验力的施加是通过螺杆和一个已校准的弹簧完成的；用刻度表测量弹簧位移来确定试验力的大小；压痕深度的测量由精密螺旋测微机构完成，硬度值的读取方式是透过放大镜读取鼓轮上的刻度线。二）试样（1）试样的表面应光滑平整，不应有氧化皮及污物，尤其不应有油脂。试样表面应能保证压痕直径的精确测量，表面粗糙度只Ra一般不应低于0.80um（2）试样制备过程中，应尽量避免由于过热或冷加工等对试样表面硬度产生影响。（3）试样的厚度至少应为压痕深度的10倍，两压痕中心距至少为压痕直径的4倍，不小于2mm（4）每个试样上的检测点数不少于四点（第一点不记），大批量检测可适当减少。3.洛氏硬度检测及注意事项：一）试验设备的校验：压头、载荷、试验台等三）对圆柱面和球面上测得洛氏硬度值，应进行修正四）结果书写洛氏硬度符号HR，HR前面为硬度数值，后面为使用的标尺。如50HRC4.洛氏硬度检测特点及应用范围1.洛氏硬度检测操作简便，迅速，工作效率高。2.由于使用检测力小，产生的压痕比布氏硬度检测的压痕小，因而对制件表面没有明显的损伤。3.由于使用金刚石压头和两种直径的钢球作为压头，有三种检测力共计九中标尺，可以测量从较软到较硬材料的硬度，使用范围广。4.再者有预检测力，所以试样表面轻微的不平度对硬度值的影响比布氏、维氏小。因此，适用于成批生产大量检测的机械、冶金热加工过程中以及半成品或成品的检验。特别适用于刃具、模具、量具、工具等成品的检测。5.表面洛氏硬度检测方法HRKe210.001hhemmK压头和洛氏硬度试验一样。初试验力为29.42N，总试验力分别为147.l、294.2、441.3N。这些与洛氏硬度试验不同。为100。5.1试验原理：根据表面洛氏硬度定义：一个洛氏硬度单位在特定条件下定义为0.001mm的压痕深度残余增量。5.2表面洛氏硬度试验的特点及应用表面格氏硬度试验与洛氏硬度试验一样，由于操作简单迅速，工作效率高，在生产与科研工作中得到了广泛的应用。表面洛氏硬度试验由于试验力小．压痕深度浅，对工件表面损伤很小。因此，常用于测量薄板，表面层、小工件、刀口等等。表面洛氏硬度试验的压入深度比洛氏硬度小得多，更加适应于薄板及表面硬化层的测量。表6－1表面洛氏各标尺使用范围及府用举例作业1.熟悉硬度计的结构与操作。2.了解洛氏硬度的基本原理及标尺的选用原则3.测定45＃钢经不同热处理后的各试样的洛氏硬度，绘出硬度与回火温度的关系曲线。4.综合分析热处理工艺对组织和硬度的影响。