洛氏硬度计全面应用知识原理

洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9种组合，对应于洛氏硬度的9个标尺。这9个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。最常用标尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。HRB标尺用于测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。HRF标尺用于测试纯铜、较软的铜合金和硬铝合金。HRA标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一般只限于测试硬质合金和薄硬钢带材料。

 

    表面洛氏硬度试验采用三种试验力，两种压头，它们有6种组合，对应于表面洛氏硬度的6个标尺。表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充，在采用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时，就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压头，采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力，就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果。表面洛氏硬度的N标尺适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD测试的材料；T标尺适用于类似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG测试的材料。

 

    洛氏硬度计和表面洛氏硬度计的标尺通常按材料种类、材料厚度和标尺的刻度范围三方面的因素来选择，具体选择方法叙述如下：

 

1、按材料种类选择

 

     美国标准ASTM E18给出了根据不同种类的材料，选择洛氏硬度标尺的参考表。如表一所示：

 

     事实上，所有黑色金属材料均可利用洛氏硬度计测试其硬度，但有种材料除外，第一种是应在显微维氏硬度计上测试的极薄材料，另一种是应采用布氏硬度计的粗晶粒或组织不均匀的材料。

 

1.1 淬火钢和回火钢

 

     淬火钢和回火钢的硬度试验主要采用HRC标尺。如果材料较薄，不宜采用HRC标尺时，可以改用HRA标尺。如果材料更薄，可以采用表面洛氏硬度计HR15N、HR30N或HR45N标尺。

 

1.2 表面硬化钢

 

     在工业生产中，有时要求工件芯部具有良好的韧性，又要求其表面具有高的硬度和耐磨性，这时就要采用高频淬火、化学渗碳、渗氮、碳氮共渗等工艺对工件进行表面硬化处理，表面硬化层的厚度一般在0.几~几.mm。对于表面硬化层较厚的材料，可以采用HRC标尺测试其硬度，对于中等厚度的表面硬化钢，可采用HRD或HRA标尺，对于薄的表面硬化层应采用表面洛氏硬度HR15N、HR30N、HR45N标尺。

 

1.3 退火钢、正火钢、软钢

 

     许多钢铁材料都是以退火状态出厂的，一些冷轧钢板还要以不同的退火程度来分级。各种退火钢的硬度测试通常采用HRB标尺，较软较薄的板材有时也用HRF，薄板材应采用HR15T、HR30T、HR45T标尺。

 

1.4 不锈钢

 

     不锈钢材料通常是以退火、淬火、回火、固溶等状态供货的，国家标准中规定了相应的硬度上、下限值，硬度测试通常采用HRC或HRB标尺。奥氏体、铁素体不锈钢采用HRB标尺，马氏体、沉淀硬化不锈钢采用HRC标尺，不锈钢薄壁管、厚度为1~2mm以下的薄板材料应采用N标尺或T标尺。

 

1.5 锻钢

 

     锻钢通常是采用布氏硬度试验，由于锻钢材料组织不够均匀，而布氏硬度试验的压痕较大。因此，布氏硬度试验能够反映材料各部分组织性能的综合结果。

 

1.6 铸铁

 

     铸铁材料常常具有组织不均匀，晶粒粗大的特点，因此一般采用布氏硬度试验。洛氏硬度计可用于部分铸铁工件的硬度试验。凡是在细晶粒铸件的小断面上没有足够面积作布氏硬度试验的地方，常常可用HRB或HRC标尺测试硬度，但最好采用HRE或HRK标尺，因为HRE和HRK标尺采用3.175mm直径的钢球，它比1.588mm直径钢球能得到更好的平均读数。硬的可锻铸铁材料，通常采用HRC，如果材料不均匀，可测多个数据，取其平均值。
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