洛氏硬度.docx

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1、洛氏硬度洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 1.布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 2.洛氏硬度(HR) 当HB450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径

2、为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。 3 维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。 洛

3、氏硬度 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。 洛氏硬度测试当被测样品过小或者布氏硬度大于450时，就改用洛氏硬度计量。试验方法是用一个顶角为120度的金刚石圆锥体或直径为1.59mm/3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度。根据实验材料硬度的不同，可分为三种不同标度来表示： HRA是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求的硬度，用于硬度很高的材料。例如：硬质合金。 HRB 是采用100Kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球求得的硬度，用于硬度较低的材料。例如：软钢、有色金属、

4、退火钢、 铸铁等。 HRC 是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如：淬火钢等 中文名 洛氏硬度 分 类 HRB 、HRA 压 力 种试验力，三种压头 材 料 金属材 性 质 技术 目录 1硬度标准 2测试 3区别和换算 4样品要求 1硬度标准 洛氏硬度没有单位，是一个无纲量的力学性能指标，其最常用的硬度标尺有A、B、C三种，通常记作HRA、HRB、HRC，其表示方法为硬度数据+硬度符号，如50HRC。 洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。 洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始

5、压力均为98.07N，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N；标尺B使用的是直径为1.588mm的钢球作为压头，然后加压至980.7N；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。 实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。 2测试编辑 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

6、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。 HRC标尺的使用范围是2070HRC，当硬度值小于20HRC时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度下降，这时应改用HRB标尺。尽管HRC标尺被规定的上限值为70HRC，但是当试样硬

7、度大于67HRC时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，因此一般应改用HRA标尺。 HRA标尺的使用范围是20-88HRA，由美国标准ASTM E140可以获得以下换算关系： 27HRA30HRB 60HRA100HRB20HRC 85.6HRA68HRC 可见，HRA标尺的测试范围涵盖了从软钢、硬钢到硬质合金的硬度范围。然而，事实上HRA标尺很少用于测试软钢，主要用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。在硬质合金方面，由于技术进步，有些材料硬度已达到93-94HRA，这已超出标准规定。工程上超出HRA高端的测量范围已成为惯例。HRA标尺有一个特殊用途。在使用洛氏硬度计

8、测试钢试样时，如果不知试样是软钢还是硬钢，可先用HRA标尺试测一下，当硬度值小于60HRA时可改用HRB标尺，当硬度值大于60HRA时可改用HRC标尺。 HRB标尺的使用范围是20100HRB，当硬度值低于20HRB时，由于钢球的压入深度过大，金属蠕变加剧，试样在试验力作用下的变形时间延长，测试值准确度降低，此时应改用HRF标尺。当硬度值大于100HRB时，因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。在使用HRB标尺测试钢试样时，一个特别值得注意的地方是：当预先不知道试样是软钢还是硬钢时，决不可使用HRB标尺做测试，因为用钢球压头误测了淬火钢，钢球就可能会变形，钢球压头就

9、会损坏，这是钢球压头损坏的主要原因。遇到这种情况时应先用金刚石压头，用HRA标尺测试一下，再决定是用HRB还是用HRC。 HRF标尺的使用范围是60100HRF。HRF标尺是国外使用较多的一个标尺，它是测试纯铜和较软的铜合金材料很好的检测手段。但是在中国，也存在标准硬度块短缺的问题，它的应用也受到了限制。 HRG标尺适用于HRB值接近100的材料，对于铍青铜、磷青铜、可锻铸铁这些硬度范围介于HRB标尺的高端和HRC标尺低端的材料，如果改用HRG标尺，就可以大大改善测试的灵敏度，提高测试精度。 分为金属类洛氏硬度，塑料类洛氏硬度的代号为H。按硬度试验方法的不同， 常规表示有布氏、洛氏、维氏、里氏

10、硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000VB/ VA。 目前最常用的便携式里氏硬度计用里氏测量后可以转化为：布氏、洛氏、维氏、肖氏硬度。或用里氏

11、原理直接用布氏、洛氏、维氏、里氏、肖氏测量硬度值。时代公司生产的TH系列里氏硬度计就有此功能，是传统台式硬度机的有益补充！”1、HB - 布氏硬度： 布氏硬度一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。 布式硬度是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷把一定大小，单位为公斤力/mm2(N/mm2）。是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB450

12、或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.59mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。 另外： HRC含意是洛式硬度C标尺， HRC和HB在生产中的应用都很广泛 HRC适用范围HRC 2067，相当于HB225

13、650 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。布式硬度上限值HB650，不能高于此值。 洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准是150公斤力。 布氏硬度计之压头为淬硬钢球或硬质合金球，试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。 洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。 布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。 洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。 布式硬度的硬度值有单位，且和抗拉强度有一定的近似关系。 洛式硬度直接在

14、表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。 布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。 4样品要求编辑 洛氏硬度试验需要按照试样的材质、硬度范围及尺寸来选择不同的压头及试验力，使用不同的标尺表示。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： 按材料种类选择 十五个标尺中，后六个标尺为表面洛氏硬度。前九个标尺中，常用的标尺为A、B、C标尺。 A标尺多用于测量碳化钨、硬质合金、表面硬化零件等等的硬度； B标尺多用于测量有色金属、合金及退火钢等低硬度的零件的硬度； C标尺多用于测量碳钢、

15、工具钢及合金钢等经淬火、回火处理的试样的硬度。 按材料选择并不是一种严格的做法。因为每一种材料随着其所采用的不同的热处理工艺，其最终硬度不可能相同，因此所适应的硬度标尺也不会相同。 Scale Indenter Preliminary Total force force Application P(N) HRA Diamond cone Ball 1.5875 mm dia. Diamond cone Diamond cone Ball 3.175 mm dia. Ball 1.5875 mm dia. Ball 1.5875 mm dia. Ball 3.175 mm dia. Ball 3

16、.175 mm dia. Ball 6.350 mm dia. Ball 6.350 mm dia. Ball 6.350 mm dia. Ball 12.70 mm dia. Ball 12.70 mm dia. Ball 12.70 mm dia. Diamond cone 98.07 F(N) 588.4 Sheet steel: shallow case-hardened HRB 98.07 980.7 Cu and Al alloys; annealed low C steels HRC 98.07 1471 Hard steels; CI, deep case-hardened H

17、RD 98.07 980.7 Thin hard steel; med. case-hardened HRE 98.07 980.7 Cast iron; Al; Mg; and bearing metals HRF 98.07 588.4 Annealed Cu alloys; thin soft sheets HRG 98.07 1471 Malleable CI; bronzes; Cu-Ni alloys HRH 98.07 588.4 Soft materials; high ferritic; Al; Pb; Zn HRK 98.07 1471 Al and Mg alloys H

18、RL 98.07 588.4 Thermoplastics HRM 98.07 980.7 Thermoplastics HRP 98.07 1471 Thermosetting plastics HRR 98.07 588.4 Very soft plastics and rubbers HRS 98.07 980.7 - HRV 98.07 1471 - HR15N 29.42 147.1 Hardness tests used for thin sheets, foils, HR30N Diamond cone Diamond cone Ball 1.5875 mm dia. Ball

19、1.5875 mm dia. Ball 1.5875 mm dia. Ball 3.175 mm dia. Ball 3.175 mm dia. Ball 3.175 mm dia. Ball 6.350 mm dia. Ball 6.350 mm dia. Ball 6.350 mm dia. Ball 12.70 mm dia. Ball 12.70 mm dia. Ball 12.70 mm dia. 29.42 294.2 coatings, surface heat treatments, and polymers including their surface treatments

20、 HR45N 29.42 441.3 HR15T 29.42 147.1 HR30T 29.42 294.2 HR45T 29.42 441.3 HR15W 29.42 147.1 HR30W 29.42 294.2 HR45W 29.42 441.3 HR15X 29.42 147.1 HR30X 29.42 294.2 HR45X 29.42 441.3 HR15Y 29.42 147.1 HR30Y 29.42 294.2 HR45Y 29.42 441.3 按样品的硬度范围选择 1：样品硬度与材料成分及热处理工艺的关系! 在相同的热处理工艺下，材料的含碳量越高，材料的硬度也越高。对应于

21、相同的材料，由工艺引起的硬度高低是：淬火、正火、退火。 2：各种洛氏硬度标尺的适应范围。每种洛氏硬度标尺都有一个可用范围，这一点很容易从硬度计刻度盘上的分度来确定。 不同洛氏硬度标尺的使用范围如下： 标尺 使用范围 硬度符号 A 20-88HRA 20-100HRHRA B B HRB C D 20-70HRC 40-77HRD HRC HRD 70-100HRE E 60-100HRF F HRF HRE G 30-94HRG 80-100HRHRG H H HRH K K 40-100HRHRK 按厚度或硬化层深度 洛氏硬度试验对样品试样有要求，其厚度不能小于残余压痕深度的10倍，试样背面不能出现明显的变形痕迹。由此样品的厚度决定了载荷的选择，载荷必须保证其所引起的变形小于样品的最小厚度。对于每一种硬度试验，都存在最小可测量厚度