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技術(shù)知識 |
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常規(guī)洛氏硬度計的檢測方法
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| 發(fā)布時間：2019-07-03 閱讀：363次 |
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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。洛氏硬度試驗國家標(biāo)準(zhǔn)的演變，介紹的金屬洛氏硬度試驗GB T230
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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。
洛氏硬度試驗國家標(biāo)準(zhǔn)的演變，介紹的金屬洛氏硬度試驗GB/T230.1—2004系采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 6508—1—1999：《金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法( A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T 標(biāo)尺)》。這一標(biāo)準(zhǔn)代替了GB/T230—1991《金屬洛氏硬度試驗方法》和GB/T1818—1994《金屬表面洛氏硬度試驗方法》。
1.原理
洛氏硬度檢測法采用120°金剛石圓錐或硬質(zhì)合金球（規(guī)定直徑的）作為壓頭，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。之后卸除主檢測力，在保留初始試驗力F0測量壓痕深度殘余增量h，根據(jù)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。
計算公式： 洛氏硬度＝N－h(huán)/s (3―1)恒儀硬度計&金相制樣設(shè)備 http://hntzzg.com
根據(jù)洛氏硬度定義，一個洛氏硬度（HR）單位在特定條件下定義為0.002mm的壓痕深度殘余增量。
規(guī)定洛氏硬度讀數(shù)如下：用金剛石壓頭（A、C、D標(biāo)尺）公式為洛氏硬度＝l00―h/0.002；用鋼球或硬質(zhì)合金球壓頭（B、E、F、G、H、K標(biāo)尺）為洛氏硬度＝130-h/0.002。
由HR=N- h/s公式看出，壓痕深度的殘余增量h越大，則洛氏硬度值越低；h越小，硬度值越高。式中N為定義常數(shù)，用球壓頭為130；用金剛石壓頭為100。所謂標(biāo)尺，是用不同壓頭和總檢測力的組合加以區(qū)分。例如用金剛石圓錐壓頭，總檢測力為980.7N（100kgf)時,是B標(biāo)尺HRB。
h是去除主檢測力后，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，在卸除主檢測力后，如h為0.08mm，因為每一洛氏硬度單位為0.002mm，則HRC＝100-40=60。由此可看出此值無量綱為一有條件的無名數(shù)。
N值為什么定義為100和130？當(dāng)壓頭為金剛石圓錐體時，因為HRC（A）規(guī)定用于測量較硬的材料，如淬火后的鋼及硬質(zhì)合金等，一般不會出現(xiàn)壓入深度為0.2mm而使硬度值為零的情況。當(dāng)壓頭為球時，多用于測量中等及較低硬度的材料，硬度值跨度較大，為了避免出現(xiàn)負(fù)值，將用球的洛氏標(biāo)尺N值均定為130。表面洛氏N值均定義為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(huán)傳感器控制
4.洛氏硬度標(biāo)尺及技術(shù)參數(shù)
GB/T230.1-2004標(biāo)準(zhǔn)中共有15個標(biāo)尺，其中包括A、B、C、D、E、F、G、H、K9個標(biāo)尺技術(shù)參數(shù)見表3-2，表面洛氏N、T 6個標(biāo)尺參數(shù)見表3-6。
5.標(biāo)尺的應(yīng)用原則
HRA—適用于測定堅硬或薄硬材料硬度，如硬質(zhì)合金、滲碳后淬硬鋼、經(jīng)硬化處理后的薄鋼帶、薄鋼板等。因為對于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(biāo)尺。
HRB—適宜用于測定中等硬度的材料，如經(jīng)退火后的中碳和低碳鋼、可鍛鑄鐵、各種黃銅和大多數(shù)青銅以及經(jīng)固溶處理時效后的各種硬鋁合金等。適用范圍是20～100HRB。當(dāng)試樣硬度小于20HRB時，因為這些金屬的蠕變行為，試樣在檢測力作用下變形將持續(xù)很長時間，表上的指針或光學(xué)投影刻度將長時緩慢移動，難以測量準(zhǔn)確。而當(dāng)HRB＞100時，因為球壓入深度過淺，靈敏度降低，影響測量精度。
HRC—最適用于測定經(jīng)淬火及低溫回火后的碳素鋼、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、鈦合金等。一般HRB＞100的材料可用C標(biāo)尺測定，當(dāng)HRC＜20時，由于金剛石壓頭壓入過深，壓頭圓錐的影響增大，產(chǎn)生下滑現(xiàn)象，影響測量準(zhǔn)確性，宜換用HRB標(biāo)尺測定。
HRD—是介于HRA和HRC之間的一種標(biāo)尺，適用于壓入深度介于A和C標(biāo)尺之間的各種材料，如表面熱處理強(qiáng)化后的鋼試樣、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(dāng)于HRB近于100的材料。因為這時時可比HRB檢測近于100時的靈敏度為高。
HRH—適用于鋁、鋅、鉛等軟金屬合金，因為H標(biāo)尺使用壓頭直徑大；檢測力又小，且可迅速直接讀數(shù)。
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(biāo)尺外，其余洛氏D、E、F……等6個標(biāo)尺都是在修訂后的標(biāo)準(zhǔn)中增添的。因為在ISO標(biāo)準(zhǔn)中，這些標(biāo)尺早已有應(yīng)用，我國加入WTO以后，國際貿(mào)易、技術(shù)交流將會更加頻繁，為參照對比國際上各種硬度要求，這些標(biāo)尺的應(yīng)用是很重要的。
6.應(yīng)用范圍及其特點(diǎn)
???? 洛氏硬度檢測操作簡便、迅速，工作效率高。由于其使用檢測力小，所產(chǎn)生的壓痕比布氏硬度檢測的壓痕小，因而對制件表面沒有明顯損傷。由于使用金剛石壓頭和兩種直徑球作為壓頭，有三種檢測力，共計有9個標(biāo)尺（見表3-2），可以測量從較軟到較硬材料的硬度。使用范圍寬廣。再者有預(yù)檢測力，所以試件表面輕微的不平度對硬度值的影響比布氏、維氏為小。因此，適用于成批生產(chǎn)大量檢測的機(jī)械、冶金熱加工過程中以及半成品或成品檢驗。特別適用于刃具、模具、量具、工具等的成品制件檢測。
7.檢測及注意事項
1）檢測前的準(zhǔn)備
? （1）用于進(jìn)行洛氏硬度檢測的硬度計及壓頭應(yīng)符合GB/T230.2—2002洛氏硬度計技術(shù)條件要求。
?。?）試驗一般在10～35℃室溫下進(jìn)行。對精度要求較高時，室溫應(yīng)控制在（23士5) ℃。
?。?）選擇標(biāo)尺時，根據(jù)試樣的材質(zhì)以及其熱處理狀態(tài)，參考“5節(jié)”標(biāo)尺的應(yīng)用原則，選用壓頭及檢測力。
（4）如壓頭是取下的，應(yīng)首先安裝好壓頭。如為側(cè)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(nèi)，輕扭螺釘帽但不要上緊，用一試樣加上初檢測力，在受力情況下它的臺階面與主軸下端面靠緊，使無傾斜或間隙，然后再擰緊緊固螺釘。
（5）選擇好合適的試驗臺，試驗臺支承面應(yīng)潔凈，試樣應(yīng)能穩(wěn)固的放置于試驗臺上，以保證在檢測過程中不產(chǎn)生位移和變形。
?。?）檢則前，應(yīng)使用與試樣硬度值相近的標(biāo)準(zhǔn)洛氏硬度塊對硬度計進(jìn)行校驗，在符合允許誤差范圍內(nèi)進(jìn)行檢測。
2）試樣
?。?）試樣在制備過程中，應(yīng)盡量避免由于受熱，冷加工等對試樣表面硬度造成影響。
?。?）對于在用金剛石圓錐壓頭進(jìn)行的試驗，試樣或試驗層厚度應(yīng)不小于殘余壓痕深度的10倍；對于用球壓頭進(jìn)行的試驗，試樣或試驗層的厚度應(yīng)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(guān)系圖。
?。?）試樣的試驗面盡可能是平面，不應(yīng)有氧化皮及其他污物、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臺及支座、試樣觸碰。試樣支承面、支座和試臺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(guān)裝置不應(yīng)受到?jīng)_擊和振動
?????? （4）應(yīng)均勻平穩(wěn)地施加檢測力，不得有沖擊與振動。
?。?）對于低硬度材料，經(jīng)協(xié)商試驗力保持時間可以延長，允差±2s。
?。?）兩相鄰壓痕中心間距離至少應(yīng)為壓痕直徑的4倍，但不得小于2mm。
?。?）任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應(yīng)為壓痕直徑的2.5倍，但不得小于1mm。
?。?）在每個試樣上的檢測點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于四點(diǎn)（第一點(diǎn)不記）。對大批量試樣的檢測，點(diǎn)數(shù)可適當(dāng)減少。
4）檢測結(jié)果處理
?。?）檢測報告中給出的洛氏硬度值應(yīng)精確至0.5個洛氏硬度單位。
?。?）對于在圓柱面和球面上測得的洛氏硬度值，應(yīng)按表3-3～表3-5進(jìn)行修正。表中修正值均為正值。
?。?）結(jié)果的書寫：恒儀硬度計&金相制樣設(shè)備 http://hntzzg.com
洛氏硬度用符號HR表示，HR前為硬度數(shù)值，HR后面為使用的標(biāo)尺。例如，50HRC表示用C標(biāo)尺測定的洛氏硬度值為50；80HRB表示用B標(biāo)尺測定的洛氏硬度值為80；75HRFW表示用F標(biāo)尺，壓頭為硬質(zhì)合金球，硬度值為75。
  
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