洛氏硬度試驗(yàn)原理與檢測方法

洛氏硬度試驗(yàn)原理及檢測方法 1 洛氏硬度操作原理2 洛氏硬度設(shè)備簡介3 洛氏硬度檢測及注意事項(xiàng)4 洛氏硬度的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)5 表面洛氏硬度試驗(yàn) 1 洛氏硬度操作原理 1 1測量原理及檢測過程洛氏硬度試驗(yàn)采用1200金剛石圓錐或淬火鋼球作為壓頭 在初試驗(yàn)力F0及總試驗(yàn)力F1先后作用下 將規(guī)定的壓頭壓入試樣表面 保持一定的時間后卸除主試驗(yàn)力Fl 在保留初試驗(yàn)力F0下測量壓痕殘余深度e 100 或130 減去e值即為洛氏硬度值 鋼球壓頭與金剛石壓頭 洛氏硬度壓痕 1 2計算公式 為常數(shù) 用鋼球壓頭時為130 用金剛石壓頭時為100 K為什么定義為130或100 根據(jù)洛氏硬度定義 一個洛氏硬度單位在特定條件下定義為0 002mm的壓痕深度殘余增量 1 3洛氏硬度標(biāo)尺分類及選用原則 洛氏硬度計按照洛氏硬度試驗(yàn)的基本定義設(shè)計 采用金剛石 1 588mm和 3 175mm鋼球三種壓頭 采用60kg 100kg 150kg三種試驗(yàn)力 GB T230 91 金屬洛氏硬度試驗(yàn)方法 中擴(kuò)展為HRA HRB HRC HRD HRE HRF HRG HRK HRH九個標(biāo)尺 A標(biāo)尺采用金剛石壓頭 60kg的載荷 測量范圍為20 88HRA 適用于測定堅硬或薄硬材料的硬度 如硬質(zhì)合金 滲碳后淬硬鋼 經(jīng)硬化處理的薄鋼帶 薄鋼板等 C標(biāo)尺采用金剛石壓頭 150kg的載荷 測量范圍為20 70HRC 當(dāng)試樣硬度低于20HRC時 金剛石壓頭壓入試樣過深 由于壓頭幾何形狀所造成的誤差增大 測量結(jié)果不準(zhǔn)確 一般要選用B標(biāo)尺 當(dāng)試樣硬度大于70HRC時 壓頭尖端產(chǎn)生的壓力過大 金剛石容易損壞 一般采用檢測力較小 壓入很深度較小的A標(biāo)尺 適應(yīng)于炭鋼 工具鋼及合金鋼等經(jīng)過淬火及回火處理的試樣的硬度試驗(yàn) B標(biāo)尺采用鋼球壓頭 100kg的載荷 硬度范圍為20 100HRB 當(dāng)試樣硬度小于20HRB時 多數(shù)情況下金屬開始蛹變 變形延續(xù)很長時間 測量結(jié)果不容易準(zhǔn)確 當(dāng)試樣硬度大于100HRB時 由于鋼球壓頭可能變形 以及壓入深度太小 影響精確測量 均可能造成誤差 用來測量有色金屬 合金及退火鋼等低硬度零件的硬度 1 3洛氏硬度標(biāo)尺選用原則 2洛氏硬度試驗(yàn)設(shè)備介紹 金屬洛氏硬度計是測量材料洛氏硬度的專用設(shè)備 a 施加試驗(yàn)力的方式不同 1 直接加荷式硬度計2 杠桿式硬度計3 還有彈簧加試驗(yàn)力及液壓加試驗(yàn)力等形式的硬度計 b 按照結(jié)構(gòu)形式不同 還分為臺式和攜帶式等 直接加荷式是以法碼的實(shí)際重量直接施加在壓頭上 由螺旋讀數(shù)顯微鏡構(gòu)成測量系統(tǒng) 目前國內(nèi)外已采用光柵裝置及激光干涉儀等先進(jìn)測量技術(shù)測量壓痕深度 極大的提高了測量精度 這種結(jié)構(gòu)的硬度計具有較高的精度 一般作為計量機(jī)構(gòu)的基 標(biāo)準(zhǔn)儀器 或用作精密測量 但這種儀器對環(huán)境的要求較高 比較笨重 效率較低 圖1 1直接加荷式硬度計 1 2杠桿式洛氏硬度計 圖1 2是杠桿式硬度計結(jié)構(gòu)示意圖 這種硬度計體積和重量大大減小了 使用方便迅速 工作中硬度計絕大多數(shù)采用這種結(jié)構(gòu)形式 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 光柵等測量技術(shù) 微電子技術(shù)及計算技術(shù)的運(yùn)用 工作洛氏硬度計有了很大的發(fā)展 如數(shù)顯洛氏硬度計采用光柵技術(shù) 微機(jī)采集數(shù)據(jù)運(yùn)算以后 自動顯示并印出測量結(jié)果 提高了測量精度 減少了人員誤差 便攜式 特點(diǎn)是 其試驗(yàn)力的施加是通過螺桿和一個已校準(zhǔn)的彈簧完成的 用刻度表測量彈簧位移來確定試驗(yàn)力的大小 壓痕深度的測量由精密螺旋測微機(jī)構(gòu)完成 硬度值的讀取方式是透過放大鏡讀取鼓輪上的刻度線 二 試樣 1 試樣的表面應(yīng)光滑平整 不應(yīng)有氧化皮及污物 尤其不應(yīng)有油脂 試樣表面應(yīng)能保證壓痕直徑的精確測量 表面粗糙度只Ra一般不應(yīng)低于0 80um 2 試樣制備過程中 應(yīng)盡量避免由于過熱或冷加工等對試樣表面硬度產(chǎn)生影響 3 試樣的厚度至少應(yīng)為壓痕深度的10倍 兩壓痕中心距至少為壓痕直徑的4倍 不小于2mm 4 每個試樣上的檢測點(diǎn)數(shù)不少于四點(diǎn) 第一點(diǎn)不記 大批量檢測可適當(dāng)減少 3 洛氏硬度檢測及注意事項(xiàng) 一 試驗(yàn)設(shè)備的校驗(yàn) 壓頭 載荷 試驗(yàn)臺等 三 對圓柱面和球面上測得洛氏硬度值 應(yīng)進(jìn)行修正四 結(jié)果書寫洛氏硬度符號HR HR前面為硬度數(shù)值 后面為使用的標(biāo)尺 如50HRC 4 洛氏硬度檢測特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 1 洛氏硬度檢測操作簡便 迅速 工作效率高 2 由于使用檢測力小 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的損傷 3 由于使用金剛石壓頭和兩種直徑的鋼球作為壓頭 有三種檢測力共計九中標(biāo)尺 可以測量從較軟到較硬材料的硬度 使用范圍廣 4 再者有預(yù)檢測力 所以試樣表面輕微的不平度對硬度值的影響比布氏 維氏小 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的檢驗(yàn) 特別適用于刃具 模具 量具 工具等成品的檢測 5 表面洛氏硬度檢測方法 壓頭和洛氏硬度試驗(yàn)一樣 初試驗(yàn)力為29 42N 總試驗(yàn)力分別為147 l 294 2 441 3N 這些與洛氏硬度試驗(yàn)不同 為100 5 1試驗(yàn)原理 根據(jù)表面洛氏硬度定義 一個洛氏硬度單位在特定條件下定義為0 001mm的壓痕深度殘余增量 5 2表面洛氏硬度試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用表面格氏硬度試驗(yàn)與洛氏硬度試驗(yàn)一樣 由于操作簡單迅速 工作效率高 在生產(chǎn)與科研工作中得到了廣泛的應(yīng)用 表面洛氏硬度試驗(yàn)由于試驗(yàn)力小 壓痕深度淺 對工件表面損傷很小 因此 常用于測量薄板 表面層 小工件 刀口等等 表面洛氏硬度試驗(yàn)的壓入深度比洛氏硬度小得多 更加適應(yīng)于薄板及表面硬化層的測量