最新洛氏硬度培训教程

1、GB/T230.1-2009金属洛氏硬度试验金属洛氏硬度试验 部分部分:试验方法试验方法(A、B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G 、 H 、 K 、 N 、 T标尺标尺)洛氏硬度试验洛氏硬度试验美国的洛克威尔（美国的洛克威尔（H.M.Rockwell和和S.P.Rockwell）1914年年7月月15日设计了第一台洛氏硬度计日设计了第一台洛氏硬度计1919年和年和1921年年S.P.Rockwell又进行了两次改进设计又进行了两次改进设计1930年年4月月16日威尔逊（日威尔逊（C.H.Wilson）设计出新的洛氏硬度计设计出新的洛氏硬度计洛氏硬度设备比较简单（不需要测量显微镜）洛氏硬

2、度设备比较简单（不需要测量显微镜）压痕深度测量容易自动化，操作简单，压痕深度测量容易自动化，操作简单，试验面制备容易，操作简单，工作效率高。试验面制备容易，操作简单，工作效率高。在试验过程中，在试验力作用方向上，容易引起误差。在试验过程中，在试验力作用方向上，容易引起误差。操作不当易造成金刚石压头损坏。操作不当易造成金刚石压头损坏。对国际标准对国际标准ISO的以下内容进行了修改：的以下内容进行了修改：删除了删除了ISO的前言和引言；的前言和引言； 用用“.”代替小数点的代替小数点的“,”；增加了对试样增加了对试样表面粗糙度表面粗糙度的建议；的建议；增加了增加了试验结果有效位数试验结果有效位数的

3、规定；的规定；修改了附录修改了附录G洛氏硬度洛氏硬度测量不确定度测量不确定度分析方法；分析方法；本部分对原本部分对原2003国家标准在内容进行了修改：国家标准在内容进行了修改：增加了试验范围的解释和说明；增加了试验范围的解释和说明； 指出指出硬质合金球型压头硬质合金球型压头为标准型洛氏硬度压头。为标准型洛氏硬度压头。增加增加对活性金属的硬度试样的规定对活性金属的硬度试样的规定；对对可能产生过度塑性变形的试样进行试验时的加荷时间做出规定可能产生过度塑性变形的试样进行试验时的加荷时间做出规定；新标准中没有试验点数的规定新标准中没有试验点数的规定；增加了对增加了对测量结果不确定度测量结果不确定度的说

4、明。的说明。增加了资料性附录增加了资料性附录G（硬度测量值的不确定度评定硬度测量值的不确定度评定）。）。 本部分的附录本部分的附录A、B、C、D为规范性附录，附录为规范性附录，附录E、F、G为资料性附录。为资料性附录。 E操作者对操作者对硬度计定期检查硬度计定期检查的方法的方法操作者对操作者对硬度计期间检查的方法的方法 1、范围、范围适用于金属材料测定洛氏硬度和表面洛氏硬度适用于金属材料测定洛氏硬度和表面洛氏硬度.表表1中中(包括包括9个洛氏标尺个洛氏标尺, 6个表面洛氏硬度标尺个表面洛氏硬度标尺) 各标尺适用的范围见标准中的表各标尺适用的范围见标准中的表1 洛氏硬度标尺洛氏硬度标尺. 对于对

5、于A、B、C等标尺的适用范围为等标尺的适用范围为: HRA 20HRA88HRA HRB 20HRB100HRB HRC 20HRC70HRC（ （其余略）（其余略）2、文献、文献修改采用国际标准修改采用国际标准ISO 6508.1-2005 金属材料金属材料 洛氏硬度试验洛氏硬度试验 第第1部分部分:试验方法试验方法GB/T 230 -2009 金属材料洛氏硬度试验金属材料洛氏硬度试验分为三部分：分为三部分：第第1部分：试验方法部分：试验方法(2009)第第2部分：硬度计的检验部分：硬度计的检验(待批待批)第第3部分：标准块的标定部分：标准块的标定(待批待批)国际标准国际标准ISO 6508

6、-1:2005Metallic materials- Rockwell hardness test Part 1:Test MethodISO 6508-2:2005Metallic materials- Rockwell hardness test Part 2:Verification and calibration of testing machinesISO 6508-3:2005Metallic materials- Rockwell hardness test Part 3:Calibration of reference blocks美国标准美国标准ASTM E 19-08 St

7、andard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials3、试验原理、试验原理 将压头将压头(金刚石圆锥、硬质合金球金刚石圆锥、硬质合金球) 分两步压入试样表面分两步压入试样表面, 经规定保持时间后经规定保持时间后, 卸除主试验力卸除主试验力, 测量在初试验力下的残余压痕深度测量在初试验力下的残余压痕深度 (参见标准中的图参见标准中的图). 硬度值按下式确定硬度值按下式确定: 洛氏硬度洛氏硬度 N为给定标尺的硬度数为给定标尺的硬度数: 对于对于A,B,C和和N,T标尺标尺, N=100; 对于对于B,E,F,G,H和和K标尺

8、标尺,N=130。 h为残余压痕深度为残余压痕深度; S为给定标尺的单位为给定标尺的单位: 对于洛氏对于洛氏A,B,C,D,E,F,G,H,K, S=0.002mm 对于对于N,T表洛标尺表洛标尺S=0.001mm.ShN 试验原理示意试验原理示意0F10FF 0F1234567h4、硬度符号、硬度符号 A、C和和D标尺洛氏硬度标尺洛氏硬度,用硬度数加符号用硬度数加符号 “HR”加标尺加标尺 “字母字母”表示。表示。 例如例如88HRA, 70HRC, 77HRD。 B 、 E 、 F 、 G 、 H和和K标尺洛氏硬度标尺洛氏硬度,用用硬度数加符号硬度数加符号 “HR”加标尺加标尺 “代号代号

9、”加压加压头头 “代号代号”表示表示. 钢球压头代号为钢球压头代号为 “S”, 硬硬质合金球为质合金球为 “W”。 例如例如,60HRBS, 60HRBW.硬度符号硬度符号 N标尺表面洛氏硬度标尺表面洛氏硬度, 硬度数加符号硬度数加符号 “HR”加标尺加标尺 例如：例如：70HR15N T标尺表面洛氏硬度标尺表面洛氏硬度, 用硬度数加符号用硬度数加符号 “HR” 加标尺加压头代号加标尺加压头代号 例如：例如：67HR15TS 67HR15TW 5、试验设备、试验设备 压头压头 表洛表洛6个标尺个标尺: - 3个个N标尺标尺(圆锥压头圆锥压头)； - 3个个T标尺标尺(使用使用1,5875mm)

10、球球; 洛氏洛氏A,C和和D 标尺标尺, 使用使用圆锥压头圆锥压头; 洛氏洛氏B,F和和G 标尺标尺, 使用使用1.5875mm球球(W,S); 洛氏洛氏E,H,K 3个标尺个标尺, 使用使用3.175mm球球(W,S) 硬度计的直接检验硬度计的直接检验1.硬度计、压头和压痕深度测量装置硬度计、压头和压痕深度测量装置 均应符合均应符合GB/T230.2-200X的规定要求的规定要求.2. 压头压头 金刚石圆锥压头金刚石圆锥压头: 锥角锥角120, 顶部曲率半径顶部曲率半径0.2mm. 球压头球压头: 直径直径1.5875mm或或3.175mm, 硬质合金球硬质合金球.硬度计示值误差和示值重复性

11、硬度计示值误差和示值重复性 (JJG112-2003)间接检验间接检验 GB/T230.2-200X标标尺尺标准块硬度标准块硬度示值误差示值误差示重复性示重复性A2075HRA7588HRA2HRA1.5HRA0.02(100- )或或0.8HRbB(2045)HRB(4580)HRB(80100)HRB4HRB3HRB2HRB0.04(130- )C(2070)HRC1.5HRC0.02(100- )或或 0.8HRbHHH表表1 (续续)b 以较大为准以较大为准标尺标尺标准块硬度标准块硬度示值误差示值误差示重复性示重复性N/2HRN0.04(100- )或或1.2洛氏单位洛氏单位bT/3H

12、RT0.06(100- )或或2.4洛氏单位洛氏单位bHH6、试样、试样 试样制备应尽可能避免受热或冷加工的影响试样制备应尽可能避免受热或冷加工的影响; 试样的试验面应光滑平坦试样的试验面应光滑平坦,无氧化皮和外来污物无氧化皮和外来污物; 表面粗糙度不大于表面粗糙度不大于Ra 1.6 m ; 可能会与压头粘结的活性金属的硬度试验时，例可能会与压头粘结的活性金属的硬度试验时，例如钛，可以使用某种合适的油性介质例如煤油。如钛，可以使用某种合适的油性介质例如煤油。使用的介质应在试验报告中注明。使用的介质应在试验报告中注明。 试样或试验层最小厚度试样或试验层最小厚度: - 金刚石圆锥压头的试验金刚石圆

13、锥压头的试验 10h - 球压头的试验球压头的试验 15h在凸圆柱面或凸球面或凹面试验凸圆柱面或凸球面或凹面试验 试样的试验面为试样的试验面为凸圆柱面或凸球面凸圆柱面或凸球面, 试验结试验结果需按相应的附录果需按相应的附录进行修正进行修正(附录附录)。 在凹面上试验时，应专门协商。在凹面上试验时，应专门协商。 7、试验程序、试验程序 温度温度: 试验一般在试验一般在室温室温1035 下进行下进行; 在在7.1 试验一般在试验一般在1035室温下进行。室温下进行。洛氏硬洛氏硬度试验应选择在较小的温度变化范围内进行，因为度试验应选择在较小的温度变化范围内进行，因为温度的变化可能会对试验结果有影响温

14、度的变化可能会对试验结果有影响.（？）（？） （对照（对照ISO 6508.1-2005 上面一句话有问题）上面一句话有问题） However, because temperature variation may affect the results, users of Rockwell test may choose to control the temperature within a tighter range. 可是，由于温度变化会影响结果时，洛氏硬度试验人员可可是，由于温度变化会影响结果时，洛氏硬度试验人员可 以选择将温度控制在一个比较窄的范围内。以选择将温度控制在一个比较窄的范围内

15、。注：试样的温度和硬度计的温度也可能会影响试验结果，注：试样的温度和硬度计的温度也可能会影响试验结果， 因此试验人员应该确保试验温度不会影响试验结果。因此试验人员应该确保试验温度不会影响试验结果。试验条件和方法试验条件和方法- 试样应试样应平稳地放在刚性支承物上，并使压头轴线与试样表平稳地放在刚性支承物上，并使压头轴线与试样表面垂直，避免试样产生位移。面垂直，避免试样产生位移。 圆柱形试样作适当支承，例如放置在洛氏硬度值不低于圆柱形试样作适当支承，例如放置在洛氏硬度值不低于60HRC的带有的带有V型槽的试台上。型槽的试台上。 - 使压头与试样表面接触，无冲击和振动地施加初试验力使压头与试样表面

16、接触，无冲击和振动地施加初试验力F0，初试验力保持时间不应超过初试验力保持时间不应超过3s。 从初试验力从初试验力F0施加至总试验力施加至总试验力F的时间应的时间应 不小于不小于1s且不大于且不大于8s。 总试验力保持时间总试验力保持时间4s 2s; - 然后卸除主试验力然后卸除主试验力F1，保持初试验力，保持初试验力F0，经短时间稳定后，经短时间稳定后，进行读数。进行读数。 对于压头持续压入而呈现过度塑性流变（压痕对于压头持续压入而呈现过度塑性流变（压痕 蠕变）的试样，应保持施加全部试验力。蠕变）的试样，应保持施加全部试验力。 当产品标准中另有规定时，施加全部试验力的当产品标准中另有规定时，

17、施加全部试验力的 时间可以超过时间可以超过6s。 这种情况下，实际施加试验力的时间应在试验这种情况下，实际施加试验力的时间应在试验 结果中注明（例如，结果中注明（例如，65HRFW，10s）。）。 两相邻压痕中心间的距离两相邻压痕中心间的距离4倍压痕直径倍压痕直径, 并且并且2mm. 任一压痕中心至试样边缘的距离任一压痕中心至试样边缘的距离2.5倍压倍压痕直径痕直径 并且并且1mm. 新标准中没有试验点数的规定新标准中没有试验点数的规定 旧标准：旧标准：无其他规定时无其他规定时,每试样试验点不少于每试样试验点不少于4点点,第第1试验点不计试验点不计(即即3有效点有效点).结果数值的修约结果数值

18、的修约 测得的硬度结果数值应测得的硬度结果数值应至少精确至至少精确至0.5HR. 按照这要求按照这要求, 报告硬度结果应精确至报告硬度结果应精确至0.5HR或或更精确更精确(例如例如精确到精确到0.1HR). 因为洛氏硬度由因为洛氏硬度由硬度计显示或读出硬度计显示或读出, 要符合这要求要符合这要求, 硬度计的硬度计的分辨力应至少为分辨力应至少为0.5HR单位单位. 硬度计的分辨力优于硬度计的分辨力优于0.1HR时时, 如无具体说明如无具体说明,可以将读数修约可以将读数修约(修约间隔为修约间隔为0.1HR), 硬度计硬度计的的分辨力劣于分辨力劣于0.5HR时时, 不符合本标准要求不符合本标准要求

19、.8、测量结果不确定度、测量结果不确定度试验报告应包括以下内容：试验报告应包括以下内容：a) GB/T 230.1-2009的编号；的编号；b) 与试样有关的详细资料；与试样有关的详细资料；c) 不在不在10-35的试验温度；的试验温度；d) 试验结果；洛氏硬度值应至少精确试验结果；洛氏硬度值应至少精确0.5HR；e) 不在本标准规定之内的操作；不在本标准规定之内的操作；f) 影响试验结果的各种细节；影响试验结果的各种细节；g) 如果施加全部试验力的时间超过如果施加全部试验力的时间超过6s，应注明，应注明 准确施加试验力的时间。准确施加试验力的时间。9、试验报告、试验报告10 附录附录A (规

20、范性附录规范性附录) 薄产品薄产品HR30Tm试验规范试验规范 适用于厚度小于适用于厚度小于0.6mm至产品标准规定的最至产品标准规定的最小厚度小厚度. 经协议经协议,允许试验后背面出现变形痕迹允许试验后背面出现变形痕迹(在在HRT试验不允许试验不允许). 试台使用金刚石平板试台使用金刚石平板(直径约直径约4.5mm). 两压痕中心间距离和任一压痕中心至试样边两压痕中心间距离和任一压痕中心至试样边缘缘5mm. 以上几点不同于以上几点不同于HRT试验试验. 凸圆柱面洛氏凸圆柱面洛氏N和和T标尺硬度标尺硬度 修正时的线性内插法计算修正时的线性内插法计算 按附录按附录C的表的表C.3和表和表C.4的

21、规定的规定, 对凸圆柱面洛氏对凸圆柱面洛氏N和和T标尺硬度修正时标尺硬度修正时, 不在表中给出的值可通过不在表中给出的值可通过线性内插法求得线性内插法求得. 线性内插法按如公式下计算线性内插法按如公式下计算:abbacacbcxxyxxyxxy例例1: 表表C.4(T标尺标尺), 相同半径下不同硬度的内插相同半径下不同硬度的内插: 表面洛氏硬度读数表面洛氏硬度读数 圆柱半径圆柱半径 修正值修正值 80 1.6 3 90 1.6 1.5 现在求表面洛氏硬度读数为现在求表面洛氏硬度读数为 84时的修正值时的修正值yc为多为多少少. 此时已知此时已知: 求得当表面洛氏硬度读数为求得当表面洛氏硬度读数

22、为84时的修正值为时的修正值为 2.4,修约到修约到0.5, 得修正值得修正值2.5。 5 .13bayy9080baxx84cx例例2: 表表 C.4(T标尺标尺), 相同硬度下不同半径间硬度内相同硬度下不同半径间硬度内插插 圆柱半径圆柱半径 硬度读数硬度读数 修正值修正值 1.6mm 80 3 3.2mm 80 2现在求半径为现在求半径为 2.4mm时的硬度修正值时的硬度修正值yc为多少为多少. xa=1.6 xc=2.4 ya=3 xb=3.2 yb=2当半径当半径 为为2.4mm时的硬度修正值为时的硬度修正值为 2.5。 洛氏硬度试验影响因素洛氏硬度试验影响因素试样表面机加工粗糙度试样

23、表面机加工粗糙度试样粗糙度对试验结果有影响试样粗糙度对试验结果有影响,例如下面的试验数据例如下面的试验数据粗糙度粗糙度/Ra63HRC45HRC25HRC93HRB0.20.40.81.63.200-0.1-0.2-0.5+0.2+0.2-0.1-0.2-0.6-0.4-0.4-0.4-0.71.0+0.6+0.5+0.3-0.1-0.8m 这组试验数据看出这组试验数据看出, 当粗糙度值大于当粗糙度值大于0.8 时时, 随着粗糙度增加而洛氏硬度示值与标准块随着粗糙度增加而洛氏硬度示值与标准块的标准标称值之差增加的标准标称值之差增加, 差值为负差值为负, 硬度值降低硬度值降低.粗糙度值小于粗糙度

24、值小于0.8 值变小值变小. 粗糙度增大粗糙度增大,数数据分散也增大据分散也增大. 可见当粗糙度明显影响硬度结果时可见当粗糙度明显影响硬度结果时, 应提高粗应提高粗糙度要求糙度要求, 标准规定不大于标准规定不大于1.6mmm试样最小厚度影响试样最小厚度影响 试样的厚度在一定范围内影响硬度测量明试样的厚度在一定范围内影响硬度测量明显显. 经过很多试验和研究经过很多试验和研究, 得到总的趋向得到总的趋向: 1) 对于对于A和和C标尺标尺, 试样厚度超过残余压痕试样厚度超过残余压痕深度深度10倍倍, 对于对于B标尺标尺, 超过超过15倍时倍时, 对硬度对硬度测量无影响测量无影响. 2) 当试样在试验

25、后背面出现变形痕迹时当试样在试验后背面出现变形痕迹时,试试验结果偏低验结果偏低. 3) 试样厚度小至一定值时试样厚度小至一定值时, 硬度示值偏高硬度示值偏高,此时硬度值不正确此时硬度值不正确.试验力保持时间的影响试验力保持时间的影响 试验力保持时间对硬度测量有影响试验力保持时间对硬度测量有影响, 总趋向总趋向是保持时间增加硬度降低是保持时间增加硬度降低, 达到一定时间后达到一定时间后,硬度测量值趋向于稳定硬度测量值趋向于稳定. 为了充分完成塑性为了充分完成塑性变形变形, 规定保持试验力时间是必要的规定保持试验力时间是必要的. 压痕间距和压痕至边缘的距离的影响压痕间距和压痕至边缘的距离的影响 由

26、于压痕周围的金属塑性应变硬化由于压痕周围的金属塑性应变硬化, 造成相邻压痕硬造成相邻压痕硬度值增高度值增高. 因此因此,洛氏硬度压痕之间的最小距离应确洛氏硬度压痕之间的最小距离应确保压痕周围应变硬化不影响相邻压痕的硬度保压痕周围应变硬化不影响相邻压痕的硬度. 相邻压相邻压痕中心的距离应大于压痕直径的痕中心的距离应大于压痕直径的4倍倍, 且不小于且不小于2mm. 压痕距离试样边缘太近压痕距离试样边缘太近, 试验结果偏低试验结果偏低. 压痕中心至试样边缘应不小于压痕直径的压痕中心至试样边缘应不小于压痕直径的2.5倍倍, 且且不小于不小于1mm.操作者日常对硬度计的检查操作者日常对硬度计的检查 因为洛氏硬度试验是因为洛氏硬度试验是测量压痕深度的测量压痕深度的，存在任何虚，存在任何虚假位移都影响试验结果。检查前假位移都影响试验结果。检查前, 在试样上预先压在试样上预先压两个压痕两个压痕, 以保证试样、压头及支座处于正常工作以保证试样、压头及支座处于正常工作状态，消除虚假位移和预测硬度状态，消除虚假位移和预测硬度(此两压痕不作试此两压痕不作试验