洛氏硬度是以頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為Φ1.588㎜的淬火鋼球作壓頭,以規(guī)定的試驗(yàn)力使其壓入試樣表面。試驗(yàn)時(shí),先加初試驗(yàn)力,然后加主試驗(yàn)力。壓入試樣表面之后卸除主試驗(yàn)力,在保留初試驗(yàn)力的情況下,根據(jù)試樣表面壓痕深度,確定被測(cè)金屬材料的洛氏硬度值。
如圖所示,0-0為金剛石壓頭還沒有和試樣接觸的位置。1-1是在初試驗(yàn)力作用下壓頭所處的位置,壓入深度為h1,目的是為了消除由于試樣表面不光潔對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的性造成的不良影響。圖中2-2在總試驗(yàn)力(初試力+主試驗(yàn)力)作用下壓頭所處位置,壓入深度為h2。3-3是卸除主試驗(yàn)力后壓頭所處的位置,由于金屬彈性變形得到恢復(fù),此時(shí)壓頭實(shí)際壓入深度為h3。故由于主試驗(yàn)力所引起的塑性變形而使壓頭壓入深度為h=h3-h(huán)1。洛氏硬度值由h的大小確定,壓入深度h越大,硬度越低;反之,則硬度越高。一般說來,按照人們習(xí)慣上的概念,數(shù)值越大,硬度越高。因此采用一個(gè)常數(shù)c減去h來表示硬度的高低。并用每0.002㎜的壓痕深度為一個(gè)硬度單位。由此獲得的硬度值稱為洛氏硬度值,用符號(hào)HR表示。
式中,c為常數(shù)(對(duì)于 HRC、HRA,c取0.2;對(duì)于HRB,c取0.26)。由此獲得的洛氏硬度值HR為一無名數(shù),試驗(yàn)時(shí)一般由試驗(yàn)機(jī)指示器上直接讀出。
2、常用洛氏硬度標(biāo)尺及適用范圍
標(biāo) 尺 | 壓頭類型 | 總試驗(yàn)力 kgf | 硬度值有效范圍 | 應(yīng) 用 |
HRA HRB HRC | 120°金剛石圓錐體 (1/16) ” ( Φ1.588㎜)鋼球 120°金剛石圓錐體 | 600 1000 1500 | 70-88 20-100 20-70 | 硬質(zhì)合金、表面淬火層或滲碳層等 有色金屬、退火、正火鋼等 淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等 |
上述洛氏硬度的三種標(biāo)尺中,以HRC應(yīng)用zui多,一般經(jīng)淬火處理的鋼或工具都采用HRC測(cè)量。在中等硬度情況下,洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間關(guān)系約為1:10,如40HRC 相當(dāng)于400HBS 。如50HRC,表示用HRC標(biāo)尺測(cè)定的洛氏硬度值為50。硬度值應(yīng)在有效測(cè)量范圍內(nèi)(HRC為20-70)為有效。
3、試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):①操作簡(jiǎn)單迅速,效率高,直接從指示器上可讀出硬度值;
②壓痕小,故可直接測(cè)量成品或較薄工件的硬度;
③對(duì)于HRA和HRC采用金剛石壓頭,可測(cè)量高硬度薄層和深層的材料。
缺點(diǎn):由于壓痕小,測(cè)得的數(shù)值不夠準(zhǔn)確,通常要在試樣不同部位測(cè)定四次以上,取其平均值為該材料的硬度值。
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