洛氏硬度测试

 

硬度是指材料抵抗局部变形的能力，即抵抗更硬物压入表面的能力。其值反映材料的强度，影响产品的耐用性和可靠性。因此工程应用中会对关键承载零件有硬度技术要求，如齿轮表面硬度要求58~60HRC。  

洛氏硬度测试（Rockwell hardness test）是通过施加一定力将压头压入材料中，通过测量压痕深度直接得到材料洛氏硬度值。  

 

洛氏硬度测试方法简单，效率高，特别适合自动化生产。  

 

注：压头为硬质合金球或圆锥金刚石（其顶角为120°，顶尖半径为0.2mm）。  

 

测量流程  

 

如上图所示，测试流程如下：

1) 将压头放在待测表面上，并施加预紧力F0（一般为98N），确保压头可靠接触。

2) 将千分表调至零位。

3) 施加试验力F1，叠加预紧力F0，总压力F=F0+F1，压入材料。

4) 卸载试验力F1，保留预紧力F0，从千分表读取压痕深度h。

5) 根据压头类型（金刚石锥或硬质合金球），按照以下公式通过压痕深度h（单位: mm）换算出硬度值 HR：

金   刚   石：HRC,HRA=100−h/0.002

硬质合金球：HRB,HRF=130−h/0.002

如上图所示，对于金刚石锥，硬度值以压痕深度0.2mm为硬度零位，压痕深度0mm为硬度100，硬度随压痕深度增加线性减少。

金刚石锥适用于非常坚硬的材料，如淬火钢或回火钢。

注：试
验力F1根据实际情况调整，获得不同的硬度结果，如硬度值60HRC，对应试验力F1=1373N；硬度值60HRA，对应试验力F1=490N

注：相同硬度值，表示压痕深度相同，试验力F1越大，表示材料越硬，HRC>HRD>HRA

测试相对较软的材料时，金刚石锥会压入太深（>0.2mm），此时可采用硬质合金球，其硬度值以压痕深度0.26mm为硬度零位，压痕深度0mm为硬度130，硬度随压痕深度增加线性减少。

硬质合金球适用于较软的金属，如黄铜。

注：硬质合金球直径一般为1.5875mm（=1/16 inch），也有3.175mm（=1/8 inch，用于测试较软材料）

注意事项

不同工艺方法得出的硬度值无法直接比较，应采用同种方法进行比较。

每种工艺方法得出的硬度值必须在一定范围内（如下注）。如果硬度值超出范围，应更换方法，避免压痕深度过深或过浅，测试精度偏低。

注：HRC范围：20 ~ 70

注：HRA范围：20 ~ 88

注：HRB范围：20 ~ 100

注：HRF范围：60 ~ 100