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常規洛氏硬度計的檢測方法

发布时间:2019-07-03 17:13:05  阅读:次
洛氏硬度檢測法同布氏和維氏硬度檢測法—樣,是三種最常用的硬度檢測法之一。洛氏硬度试验国家标准的演变,介绍的金属洛氏硬度试验GB T230
洛氏硬度檢測法同布氏和維氏硬度檢測法—樣,是三種最常用的硬度檢測法之一。
洛氏硬度试验国家标准的演变,介绍的金属洛氏硬度试验GB/T230.1—2004系采用国际标准化组织ISO 6508—1—1999:《金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法( A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T 标尺)》。这一标准代替了GB/T230—1991《金属洛氏硬度试验方法》和GB/T1818—1994《金属表面洛氏硬度试验方法》。


1.原理

洛氏硬度檢測法采用120°金剛石圓錐或硬質合金球(規定直徑的)作爲壓頭,在初始檢測力F0作用下,再加上主檢測力F1,在總檢測力F作用下,將壓頭壓入試樣表面。之後卸除主檢測力,在保留初始試驗力F0測量壓痕深度殘余增量h,根據h值及常熟N和S(見表3-1)用式(3-1)計算洛氏硬度。


2.符號及計算公式

  洛氏硬度檢測及計算公式所用符號及其含義見表3-1。
计算公式: 洛氏硬度=N-h/s (3―1)
根據洛氏硬度定義,一個洛氏硬度(HR)單位在特定條件下定義爲0.002mm的壓痕深度殘余增量。
  規定洛氏硬度讀數如下:用金剛石壓頭(A、C、D標尺)公式爲洛氏硬度=l00―h/0.002;用鋼球或硬質合金球壓頭(B、E、F、G、H、K標尺)爲洛氏硬度=130-h/0.002。
  由HR=N- h/s公式看出,压痕深度的残余增量h越大,则洛氏硬度值越低;h越小,硬度值越高。式中N为定义常数,用球压头为130;用金刚石压头为100。所谓标尺,是用不同压头和总检测力的组合加以区分。例如用金刚石圆锥压头,总检测力为980.7N(100kgf)时,是B标尺HRB。
  h是去除主檢測力後,在保持初始檢測力F0下的殘余壓痕深度增量。用金剛石壓頭,147lN總檢測力條件下,在卸除主檢測力後,如h爲0.08mm,因爲每一洛氏硬度單位爲0.002mm,則HRC=100-40=60。由此可看出此值無量綱爲一有條件的無名數。
  N值爲什麽定義爲100和130?當壓頭爲金剛石圓錐體時,因爲HRC(A)規定用于測量較硬的材料,如淬火後的鋼及硬質合金等,一般不會出現壓入深度爲0.2mm而使硬度值爲零的情況。當壓頭爲球時,多用于測量中等及較低硬度的材料,硬度值跨度較大,爲了避免出現負值,將用球的洛氏標尺N值均定爲130。表面洛氏N值均定義爲100。


3.洛氏硬度計的加載方式


砝碼加載、彈簧加載、液壓加載、閉環傳感器控制


4.洛氏硬度標尺及技術參數

  GB/T230.1-2004标准中共有15个标尺,其中包括A、B、C、D、E、F、G、H、K9个标尺技术参数见表3-2,表面洛氏N、T 6个标尺参数见表3-6。



5.標尺的應用原則

  HRA—適用于測定堅硬或薄硬材料硬度,如硬質合金、滲碳後淬硬鋼、經硬化處理後的薄鋼帶、薄鋼板等。因爲對于HRC>67的材料若仍用1471N檢測力易于損壞金剛石壓頭。宜用檢測力較小,壓人深度較淺的HRA標尺。
  HRB—適宜用于測定中等硬度的材料,如經退火後的中碳和低碳鋼、可鍛鑄鐵、各種黃銅和大多數青銅以及經固溶處理時效後的各種硬鋁合金等。適用範圍是20~100HRB。當試樣硬度小于20HRB時,因爲這些金屬的蠕變行爲,試樣在檢測力作用下變形將持續很長時間,表上的指針或光學投影刻度將長時緩慢移動,難以測量准確。而當HRB>100時,因爲球壓入深度過淺,靈敏度降低,影響測量精度。


 HRC—最適用于測定經淬火及低溫回火後的碳素鋼、合金鋼以及工、模具鋼,也適用于測定冷硬鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵、钛合金等。一般HRB>100的材料可用C標尺測定,當HRC<20時,由于金剛石壓頭壓入過深,壓頭圓錐的影響增大,産生下滑現象,影響測量准確性,宜換用HRB標尺測定。
  HRD—是介于HRA和HRC之間的一種標尺,適用于壓入深度介于A和C標尺之間的各種材料,如表面熱處理強化後的鋼試樣、珠光體可鍛鑄鐵等。
  HRE—適用于測定一般鑄鐵、鋁合金、鎂合金、軸承合金及其他類似軟金屬。
  HRF—適用于韌化黃銅、紫銅、一般鋁合金等。

  HRG—適用相當于HRB近于100的材料。因爲這時時可比HRB檢測近于100時的靈敏度爲高。
  HRH—適用于鋁、鋅、鉛等軟金屬合金,因爲H標尺使用壓頭直徑大;檢測力又小,且可迅速直接讀數。
  HRK—適用于軸承合金和其他軟金屬材料。
  以上除洛氏A、B、C三個標尺外,其余洛氏D、E、F……等6個標尺都是在修訂後的標准中增添的。因爲在ISO標准中,這些標尺早已有應用,我國加入WTO以後,國際貿易、技術交流將會更加頻繁,爲參照對比國際上各種硬度要求,這些標尺的應用是很重要的。




6.應用範圍及其特點

       洛氏硬度检测操作简便、迅速,工作效率高。由于其使用检测力小,所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损伤。由于使用金刚石压头和两种直径球作为压头,有三种检测力,共计有9个标尺(见表3-2),可以测量从较软到较硬材料的硬度。使用范围宽广。再者有预检测力,所以试件表面轻微的不平度对硬度值的影响比布氏、维氏为小。因此,适用于成批字幕网资源站大量检测的机械、冶金热加工过程中以及半成品或成品检验。特别适用于刃具、模具、量具、工具等的成品制件检测。




7.檢測及注意事項

1)檢測前的准備

    (1)用于进行洛氏硬度检测的硬度计及压头应符合GB/T230.2—2002洛氏硬度计技术条件要求。
  (2)试验一般在10~35℃室温下进行。对精度要求较高时,室温应控制在(23士5) ℃。
  (3)選擇標尺時,根據試樣的材質以及其熱處理狀態,參考“5節”標尺的應用原則,選用壓頭及檢測力。
  (4)如壓頭是取下的,應首先安裝好壓頭。如爲側面螺釘固緊壓頭,正確的裝置方法是:把壓頭尾部插入主軸孔內,輕扭螺釘帽但不要上緊,用一試樣加上初檢測力,在受力情況下它的台階面與主軸下端面靠緊,使無傾斜或間隙,然後再擰緊緊固螺釘。
  (5)選擇好合適的試驗台,試驗台支承面應潔淨,試樣應能穩固的放置于試驗台上,以保證在檢測過程中不産生位移和變形。
  (6)檢則前,應使用與試樣硬度值相近的標准洛氏硬度塊對硬度計進行校驗,在符合允許誤差範圍內進行檢測。


2)試樣

  (1)試樣在制備過程中,應盡量避免由于受熱,冷加工等對試樣表面硬度造成影響。
  (2)對于在用金剛石圓錐壓頭進行的試驗,試樣或試驗層厚度應不小于殘余壓痕深度的10倍;對于用球壓頭進行的試驗,試樣或試驗層的厚度應不小于殘余壓痕深度的15倍。圖3―5和圖3―6給出了洛氏硬度最小厚度關系圖。
  (3)試樣的試驗面盡可能是平面,不應有氧化皮及其他汙物、裂縫。表面粗糙度Ra一般不大于0.80μm。







3)試驗中注意事項

(1)在任何情況下不允許壓頭與試台及支座、試樣觸碰。試樣支承面、支座和試台工作面上均不得有壓痕。
(2)檢測時,必須保證檢測力方向與試樣的檢測面垂直。

(3)在檢測過程中,有關裝置不應受到沖擊和振動

       (4)应均匀平稳地施加检测力,不得有冲击与振动。

  (5)對于低硬度材料,經協商試驗力保持時間可以延長,允差±2s。
  (6)兩相鄰壓痕中心間距離至少應爲壓痕直徑的4倍,但不得小于2mm。
  (7)任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應爲壓痕直徑的2.5倍,但不得小于1mm。
  (8)在每個試樣上的檢測點數應不少于四點(第一點不記)。對大批量試樣的檢測,點數可適當減少。

4)檢測結果處理

  (1)檢測報告中給出的洛氏硬度值應精確至0.5個洛氏硬度單位。
  (2)對于在圓柱面和球面上測得的洛氏硬度值,應按表3-3~表3-5進行修正。表中修正值均爲正值。
  (3)結果的書寫
  洛氏硬度用符號HR表示,HR前爲硬度數值,HR後面爲使用的標尺。例如,50HRC表示用C標尺測定的洛氏硬度值爲50;80HRB表示用B標尺測定的洛氏硬度值爲80;75HRFW表示用F標尺,壓頭爲硬質合金球,硬度值爲75。












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