9.2.2 洛氏硬度试验

1.洛氏硬度试验原理

洛氏硬度试验原理如图9-4所示。首先对圆锥压头预加初试验力F₀，h₁为受到初试验力F₀后的压入深度；再施以一定的主试验力F₁，h₂为由主试验F₁引起的压入深度。然后卸除主试验力F₁，试件产生弹性变形，产生弹性回复深度h₃，于是由主试验力引起的残余压入深度为h，以此深度来衡量金属的硬度。

图9-4 洛氏硬度试验原理

1—试样表面 2—测量基准面 3—压头位置

洛氏硬度值

式中 K——常数；

h——残余压入深度。

2.洛氏硬度标尺

为了能用同一台硬度计测得从极软到极硬材料的硬度，将不同压头和不同试验力进行组合，共组成15种洛氏硬度标尺，如表9-14所示。

表9-14 洛氏硬度标尺（GB/T 230.1—2009）

（续）

3.洛氏硬度值的修正

对于在圆柱面和球面上测得的洛氏硬度值，曲面会造成测量误差，且曲率半径越小，测量误差越大，应予修正。在凸圆柱面和凸球面上测定的洛氏硬度修正值如表9-15所示。

表9-15 在凸圆柱面和凸球面上试验的洛氏硬度修正值（GB/T 230.1—2009）

（续）

（续）

注：括号中的修正值，经协商后方可使用。

4.洛氏硬度表示方法

1）用金刚石压头测试洛氏硬度，用硬度值、符号HR和使用的标尺表示。例如：56HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度值为56；90HR15N表示用总试验力为147.1N的15N标尺测得的表面洛氏硬度值为90。

2）用球压头测试洛氏硬度，用硬度值、符号HR、使用的标尺和球压头材料的代号（钢球为S，硬质合金球为W）表示。例如：78HRBW表示用硬质合金球压头在B标尺上测得的洛氏硬度值为78；60HR30TS表示用钢球压头在总试验力为294.2N（30kgf）的30T标尺测得的表面洛氏硬度值为60。

5.洛氏硬度试验操作

1）按洛氏硬度计操作规程操作。

2）试件检测面应尽量是平面，表面粗糙度一般要求R_a≤0.80μm。

3）检测面和支持面必须平整清洁，不得带有油污、氧化皮、脱碳层和裂纹等。

图9-5 检测工件硬度的位置示意图

图9-6 检测工件硬度的方法示意图

a）齿面硬度试验装置 b）钢球硬度试验胎膜 c）长工件内表面硬度试验装置 d）鹅颈式转接器 e）轴类工件硬度试验顶架

4）试件在工作台上应稳定放置，试验过程中不应滑动、摇晃及明显变形，应当避免在压头和试样之间产生附加弯矩。应根据不同的工件选择检测的位置和方法，如图9-5和图9-6所示。

5）压痕之间或压痕与试件边缘的距离不得小于3mm。

6））试验时，必须保证检测平面与压头中心线垂直。

7）测试过程中应避免任何振动和冲击。

8）在更换工作台或压头后所测得的第一点不予计算，且每件应至少测3点，取其平均值。

9）对于在凸圆柱面和凸球面上测得的洛氏硬度值，应按表9-15进行修正。

10）定期用标准硬度块校核硬度计。