数显洛氏硬度计（Digital Rockwell Hardness Tester）的测试原理基于洛氏硬度（Rockwell Hardness）的标准测定方法，通过测量压头在特定试验力作用下压入材料的深度差来计算硬度值。以下是其核心原理和测试流程的详细说明：
1. 洛氏硬度测试的基本原理
关键公式
洛氏硬度值（HR）的计算公式为：
HR = N - h/S
- (N)：标尺常数（如HRA=100，HRB=130，HRC=100）。
- (h)：主试验力作用下的压痕深度增量（单位：0.002 mm）。
- (S)：标尺单位（通常为0.001 mm，但洛氏硬度以0.002 mm为1个硬度单位）。
核心步骤
1. 预试验力（初载荷）：
- 施加10 kgf的初始力，使压头与样品表面稳定接触，消除表面粗糙度影响。
- 此时深度记为(h_0)（仪器自动归零）。
2. 主试验力（总载荷）：
- 增加至主试验力（如60 kgf、100 kgf或150 kgf，取决于标尺），保持一段时间（通常10~15秒）。
- 压头进一步压入材料，塑性变形产生永久压痕，深度增至(h_1)。
3. 卸除主试验力：
- 保留预试验力，材料弹性变形部分恢复，压头回弹至最终深度(h_2)。
- 深度增量：(h = h_2 - h_0)（单位：0.002 mm）。
4. 硬度值计算：
- 根据标尺常数和深度差，数显屏直接输出HR值（如HRC 60）。
2. 数显洛氏硬度计的升级功能
与传统指针式洛氏硬度计相比，数显型号通过电子传感器和微处理器实现：
- 自动深度测量：高精度位移传感器实时记录压痕深度，避免人为读数误差。
- 标尺自动切换：内置程序根据压头类型（金刚石圆锥或钢球）和试验力自动匹配标尺（如HRA、HRB、HRC）。
- 数据存储与输出：可存储多次测试结果，支持USB或蓝牙导出数据。
3. 常用洛氏标尺及适用材料
标尺 | 压头类型 | 总试验力 | 典型应用 |
HRA | 金刚石圆锥（120°） | 60 kgf | 硬质合金、薄钢 |
HRB | 1.588 mm钢球 | 100 kgf | 软金属（铜、铝）、退火钢 |
HRC | 金刚石圆锥 | 150 kgf | 淬火钢、工具钢等高硬度材料 |
4. 测试注意事项
- 样品要求：
- 表面平整、清洁，厚度≥10倍压痕深度（如HRC测试需≥1.5 mm）。
- 背面无支撑物时需放置刚性垫块（如钢砧）。
- 操作规范：
- 压头轴线与样品表面垂直，避免倾斜导致误差。
- 同一测试点仅能测量一次，相邻压痕间距≥3倍压痕直径。
- 校准：
- 定期使用标准硬度块（如HRC 55~65）校准仪器。
4. 数显 vs 指针式洛氏硬度计
对比项 | 数显洛氏硬度计 | 指针式洛氏硬度计 |
读数方式 | 数字显示，直接输出HR值 | 需人工读取表盘刻度 |
精度 | ±0.5 HR（更高） | ±1.0 HR |
自动化 | 可编程测试流程，自动计算 | 完全手动操作 |
适用场景 | 实验室、高精度质检 | 车间快速检测 |
总结
数显洛氏硬度计通过电子化深度测量和自动计算，显著提升了测试效率和准确性，尤其适合需要重复性高、数据可追溯的场合（如航空航天、汽车零部件检测）。选择时需根据材料硬度范围（如软金属用HRB，硬质合金用HRA）匹配标尺。
