《金属力学性能测试》课件-洛氏硬度

洛氏硬度试验《金属力学性能测试》01试验原理03特点及适用范围02试验规范01PARTONE试验原理一、洛氏硬度试验原理洛氏硬度试验法是美国冶金学家S.P.洛克威尔（S.P.Rockwell）于1919年提出的，也是目前最常用的硬度试验方法之一，和布氏硬度一样，也是一种压入硬度试验；但与布氏硬度不同的是，它不是测定压痕的表面积，而是测定压痕的深度，以压痕深度表示材料的硬度值；在洛氏硬度试验中采用不同的压头和不同的试验力，会产生不同的组合，对应于洛氏硬度不同的标尺。常用的有3个标尺，其应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。一、洛氏硬度试验原理初始试验力F0施加洛氏硬度试验原理示意图主试验力F1施加主试验力F1卸除洛氏硬度试验法是美国冶金学家S.P.洛克韦尔(S.P.Rockwell)于1919年提出的，其原理是采用顶角为120°的金刚石圆锥体或一定直径的钢球或硬质合金球作为压头，以规定的试验力使其压入试样表面。试验时，先加初试验力F0，然后加主试验力F1，压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除主试验力F1，在保留初试验力F0的情况下，用测量的残余压痕深度h计算硬度值，并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位。一、洛氏硬度试验原理洛氏硬度值就是以残余压痕深度h的大小确定，h值越大，硬度越低；反之，则硬度越高。为了照顾习惯上数值越大硬度越高的概念，一般用一个常数N减去h来作为硬度值，并以0.002mm的压痕深度为一个硬度单位，可由硬度计表盘上直接读数。洛氏硬度用符号HR表示，计算公式如下：

一、洛氏硬度试验原理无量纲式中N——金刚石圆锥压头，N取100；淬火钢球或硬质合金作压头，N取130；h——残余压痕深度增量（mm）；S——给定标尺的单位（0.002mm为一个洛氏硬度单位）。一、洛氏硬度试验原理

当压痕深度h=0时，HR=100或HR=130；当h=0.2mm时，HR=0或HR=30。一、洛氏硬度试验原理例题用金刚石圆锥压头对某一试样进行硬度检测，测得硬度值为62，计算其压入深度。解

02PARTTWO试验规范二、洛氏硬度试验规范目前，金属洛氏硬度试验方法执行GB/T230.1—2018《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》。二、洛氏硬度试验规范试样表面应平坦光滑，并且不应有氧化皮及外来污物，尤其不应有油脂，试样的表面应能保证压痕深度的精确测量，建议试样表面粗糙度Ra值不大于1.6μm。试样的制备应使受热或冷加工等因素对试样表面性能的影响减至最小，尤其是对于残余压痕深度浅的试样更应特别注意。二、洛氏硬度试验规范对于用金刚石圆锥压头进行的试验，试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度h的10倍；对于用球形压头进行的试验，试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的15倍。可以查表查得试样最小厚度。GB/T230.1—2018《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》附录B中，给出了洛氏硬度与试样最小厚度关系图。二、洛氏硬度试验规范二、洛氏硬度试验规范洛氏金刚石圆锥压头洛氏碳化钨球压头二、洛氏硬度试验规范金刚石圆锥压头的技术要求为：圆锥顶角为120°±0.35°，顶部曲率半径为0.2mm，表面粗糙度Ra不大于0.025um，并符合GB/T230.2的要求。硬质合金（碳化钨）球压头，常用直径分别1.5875mm，表面粗糙度Ra≤0.025μm，并符合GB/T230.2的要求；压头上不允许有灰尘、污物和其他外来材料，否则将影响测试结果。洛氏硬度试验用碳化钨球压头硬度值应不低于1500HV。洛氏硬度试验用压头，应定期进行检查（至少10倍放大镜下），以保证其没有任何损坏，如损坏则应更换压头。二、洛氏硬度试验规范采用九中不同的压头和载荷组合：A、B、C、D、E、F、G、H、K。即九种标尺。其中最常用的是A、B、C前三种，分别记为HRA、HRB、HRC；

各标尺间无换算关系；每个试样至少打四个洛氏硬度值，其中第一个不计，其余算平均值。二、洛氏硬度试验规范结果表示：硬度值+硬度符号+标尺，75HRA/90HRB/60HRC03PARTTHREE特点及适用范围三、洛氏硬度特点及适用范围优点因有硬质、软质两种压头，故适于各种不同硬质材料的检验，不存在压头变形问题；压痕小，不伤工件表面，故可直接测量成品或较薄工件的硬度；操作简单迅速，可直接从指示器上可读出硬度值，生产效率高，适用于大量生产中的成品检验，是目前应用最广泛的硬度测试方法。三、洛氏硬度特点及适用范围局限性同样由于压痕较小，测得的硬度值不够准确，分散度大，数据重复性差。因此，在测试金属的洛氏硬度时，需要选取三个不同位置测量，第一点硬度值不计，然后分别测出另外三点硬度值；不同标尺测得的硬度值无法统一起来，不能进行比较。三、洛氏硬度特点及适用范围标尺多，涵盖范围极广，工业生产中最常用，适用于测定各种不同材料的硬度。可用于成品和薄件，但不宜测量组织粗大、不均匀的材料的硬度。洛氏硬度符号压头类型总试验力/N(kgf)硬度范围应用举例HRA120°金刚石圆锥588.4(60)20-88适用于测量碳化钨、硬质合金、淬火层/渗碳层、表面硬化零件