洛氏硬度计的硬度试验方式主要通过不同压头类型、试验力组合及标尺选择来实现,适用于多种金属材料的硬度检测。以下是其主要的试验方式及相关要点:
一、压头类型与试验力组合
洛氏硬度试验的核心在于通过特定压头在试验力作用下压入材料表面,测量压痕深度以确定硬度值。主要压头类型及试验力组合如下:
金刚石圆锥压头
适用于高硬度材料(如淬火钢、硬质合金),常用总试验力为1471N(150kgf),对应HRA、HRC等标尺。
钢球压头
直径通常为1.588mm(1/16英寸),适用于中低硬度材料(如退火钢、铜合金),常用总试验力为980.7N(100kgf),对应HRB标尺。
二、主要试验标尺及适用范围
洛氏硬度计通过不同标尺适应不同材料的硬度测试需求,常见标尺及其应用场景如下:
HRA
使用60kgf试验力和金刚石圆锥压头,适用于硬质合金、薄钢板等高硬度材料。
HRB
使用100kgf试验力和钢球压头,适用于退火钢、铜合金、铝合金等中低硬度材料。
HRC
使用150kgf试验力和金刚石圆锥压头,适用于淬火钢、调质钢等高硬度材料,是金属加工行业最常用的标尺之一。
三、试验步骤
洛氏硬度试验的标准流程如下:
试样准备
确保试样表面平整、清洁,无氧化皮或油污,厚度应满足试验要求(通常为压痕深度的10倍以上)。
压头安装与校准
根据试验标尺选择合适的压头,并使用标准硬度块对硬度计进行校准,确保测量精度。
施加初试验力
将压头缓慢压入试样表面,施加初试验力(通常为98.07N,10kgf),使压头与试样表面充分接触。
施加主试验力
在初试验力基础上,叠加主试验力(如HRB为980.7N,HRC为1471N),保持规定时间(通常为10-15秒)。
卸载主试验力
保留初试验力,测量压痕深度,通过硬度计表盘或显示屏直接读取硬度值。
重复测试
在不同位置进行多次测试(通常至少3次),取平均值作为最终结果。
四、试验注意事项
为确保试验结果的准确性,需注意以下事项:
试样厚度
试样厚度应足够大,避免试验过程中基体效应影响硬度值。
压痕间距
相邻压痕中心间距应不小于压痕直径的3倍,任一压痕中心距试样边缘的距离应不小于压痕直径的2.5倍。
环境条件
试验应在室温(10-35℃)下进行,避免温度变化对硬度值的影响。
压头维护
金刚石压头需避免碰撞,钢球压头需定期检查圆度,确保压头几何参数符合标准。
五、表面洛氏硬度试验
对于薄材料、表面硬化层或镀层,洛氏硬度计可通过表面洛氏硬度试验进行检测。其特点如下:
试验力减小
总试验力通常为洛氏硬度试验的几分之一(如147N、294N),适用于薄壁件或表面层。
压头类型
使用金刚石圆锥压头或钢球压头,对应不同标尺(如HR15N、HR30N、HR45N等)。
应用场景
适用于渗碳层、氮化层、电镀层等表面硬化层的硬度检测。
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