濟(ji)南(nan)市鴻(hong)慷機電設備有限公司位于(yu)交通便利的(de)泉(quan)城濟(ji)南(nan),是全球生產(chan)滾動軸承和直線(xian)運動產(chan)品的(de)領導企業---德國(guo)舍弗勒集團在山東的(de)授(shou)權(quan)代理(li)商。公司專營舍弗勒集團旗(qi)下兩大品牌INA軸(zhou)承和FAG軸承,是一家順應經(jing)濟發展需要而誕生的(de)專(zhuan)業化新型高端軸(zhou)承(cheng)公司。多年來一直從事軸承的(de)銷(xiao)售和售后技術支持,在機械(xie)行業技術方(fang)面有(you)著非常豐富的經驗,今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下什么是洛氏硬度。
這(zhe)種硬(ying)度測(ce)定(ding)(ding)法(fa)是(shi)美國的(de)S.P.洛克(ke)韋爾于(yu)1919年提出的(de),它(ta)基(ji)本上(shang)克(ke)服了(le)布氏(shi)測(ce)定(ding)(ding)法(fa)的(de)上(shang)述不足。洛氏(shi)硬(ying)度所采用的(de)壓(ya)頭(tou)是(shi)錐角為(wei)120°的(de)金剛石圓錐或(huo)直徑為(wei)1/16英(ying)寸(1英(ying)寸等(deng)于(yu)25.4毫米)的(de)鋼球(qiu),并用壓(ya)痕深度作為(wei)標(biao)定(ding)(ding)硬(ying)度值(zhi)的(de)依據(ju)。測(ce)量時(shi),總(zong)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he)分初載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he)和主載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he)(總(zong)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he)減(jian)去(qu)初載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he))兩次(ci)施加,初載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he)一般選用10千克(ke)力,加至總(zong)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he)后卸去(qu)主載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)(he)(he),并以(yi)這(zhe)時(shi)的(de)壓(ya)痕深度來(lai)衡(heng)量材(cai)料的(de)硬(ying)度。洛氏(shi)硬(ying)度記為(wei)HR,所測(ce)數值(zhi)寫在HB后,洛氏(shi)硬(ying)度值(zhi)計算公式為(wei):
式中h表(biao)示塑性(xing)變形壓痕深(shen)度(毫米);k是規(gui)定的(de)(de)常量;分(fen)母中的(de)(de)0.002(毫米)是每洛氏硬度單位(wei)對應的(de)(de)壓痕深(shen)度。對應于金剛石(shi)圓錐壓頭的(de)(de)k=0.20(毫米),對應于鋼球壓頭的(de)(de)k=0.26(毫米)。
為了適應極寬闊的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)范(fan)圍,可(ke)采用(yong)(yong)改變載(zai)荷和更(geng)換壓(ya)(ya)頭(tou)兩種辦法(fa)。不同的(de)(de)(de)載(zai)荷和壓(ya)(ya)頭(tou)組成不同的(de)(de)(de)洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi),常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)有(you)A、B、C三種。標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)B用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)中等硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)金屬材(cai)料,如退火的(de)(de)(de)低(di)碳鋼和中碳鋼、黃銅(tong)、青(qing)銅(tong)和硬(ying)(ying)(ying)(ying)鋁合金;壓(ya)(ya)頭(tou)為直徑1/16英寸的(de)(de)(de)鋼球;載(zai)荷為100千克(ke)力(li)。其(qi)標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)范(fan)圍是(shi)由HRB0到HRB100,硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)高于(yu)(yu)(yu)HRB100時鋼球可(ke)能被壓(ya)(ya)扁。標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)C用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)高于(yu)(yu)(yu)HRB100的(de)(de)(de)材(cai)料,如淬火鋼、各種淬火和回(hui)火合金鋼。壓(ya)(ya)頭(tou)為頂角120°的(de)(de)(de)金剛石(shi)圓錐;載(zai)荷為150千克(ke)力(li)。標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)C的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)范(fan)圍是(shi)從(cong)HRC20到HRC70,標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)B和C是(shi)洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)標(biao)(biao)(biao)(biao)準標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)。標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)A用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)鎢、硬(ying)(ying)(ying)(ying)質合金及其(qi)他硬(ying)(ying)(ying)(ying)材(cai)料,還用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)淬硬(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)薄鋼帶。由于(yu)(yu)(yu)大載(zai)荷容易損壞金剛石(shi)壓(ya)(ya)頭(tou),所以載(zai)荷改為60千克(ke)力(li)。標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)A是(shi)所有(you)洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)中唯一能在退火黃銅(tong)直到硬(ying)(ying)(ying)(ying)質合金這樣廣(guang)闊的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)范(fan)圍內使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)標(biao)(biao)(biao)(biao)尺(chi)(chi)。
洛氏硬度試驗采用(yong)(yong)三種試驗力,三種壓(ya)頭,它們共有9種組合(he),對應(ying)于洛氏硬度的9個(ge)標(biao)尺。這(zhe)9個(ge)標(biao)尺的應(ying)用(yong)(yong)涵蓋了幾(ji)乎所有常用(yong)(yong)的金屬材料。最常用(yong)標(biao)(biao)尺(chi)是HRC、HRB和(he)(he)HRF,其中HRC標(biao)(biao)尺(chi)用(yong)于(yu)(yu)測(ce)試淬火(huo)鋼(gang)、回火(huo)鋼(gang)、調質鋼(gang)和(he)(he)部分不銹(xiu)鋼(gang)。這是金(jin)屬(shu)加(jia)工行業(ye)應用(yong)最多(duo)的硬(ying)度(du)試驗方法。HRB標(biao)(biao)尺(chi)用(yong)于(yu)(yu)測(ce)試各種退火(huo)鋼(gang)、正(zheng)火(huo)鋼(gang)、軟鋼(gang)、部分不銹(xiu)鋼(gang)及(ji)較硬(ying)的銅(tong)合金(jin)。HRF標(biao)(biao)尺(chi)用(yong)于(yu)(yu)測(ce)試純銅(tong)、較軟的銅(tong)合金(jin)和(he)(he)硬(ying)鋁合金(jin)。HRA標(biao)(biao)尺(chi)盡管也可用(yong)于(yu)(yu)大多(duo)數(shu)黑色金(jin)屬(shu),但(dan)是實際應用(yong)上一(yi)般只限(xian)于(yu)(yu)測(ce)試硬(ying)質合金(jin)和(he)(he)薄硬(ying)鋼(gang)帶材料。
表(biao)面(mian)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)采(cai)(cai)用三種試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)力,兩(liang)種壓(ya)頭,它們有6種組合,對(dui)應(ying)于(yu)(yu)表(biao)面(mian)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)的6個標(biao)尺(chi)。表(biao)面(mian)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)是對(dui)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的一種補充,在采(cai)(cai)用洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi),當遇到材料較(jiao)薄,試(shi)(shi)(shi)(shi)樣較(jiao)小,表(biao)面(mian)硬(ying)(ying)(ying)化層較(jiao)淺或(huo)測試(shi)(shi)(shi)(shi)表(biao)面(mian)鍍覆層時(shi),就應(ying)改用表(biao)面(mian)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。這時(shi)采(cai)(cai)用與洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)相同的壓(ya)頭,采(cai)(cai)用只(zhi)有洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)幾分之一大小的試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)力,就可(ke)以在上述試(shi)(shi)(shi)(shi)樣上得(de)到有效的硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果。表(biao)面(mian)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)的N標(biao)尺(chi)適用于(yu)(yu)類(lei)似(si)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)的HRC、HRA和HRD測試(shi)(shi)(shi)(shi)的材料;T標(biao)尺(chi)適用于(yu)(yu)類(lei)似(si)洛(luo)(luo)(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)的HRB、HRF和HRG測試(shi)(shi)(shi)(shi)的材料。
HRC標尺(chi)的(de)使用范(fan)圍(wei)是(shi)20~70HRC,當硬度(du)值小于20HRC時,因為(wei)(wei)壓頭的(de)圓錐部分壓入太多,靈(ling)敏度(du)下降(jiang),這(zhe)時應改用HRB標尺(chi)。盡管(guan)HRC標尺(chi)被規定(ding)的(de)上限值為(wei)(wei)70HRC,但是(shi)當試樣硬度(du)大(da)(da)(da)于67HRC時,壓頭尖端承受(shou)的(de)壓力過大(da)(da)(da),金剛石容易損壞,壓頭壽命會大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)縮短,因此一(yi)般應改用HRA標尺(chi)。
HRA標(biao)尺的(de)使用范(fan)圍是20-88HRA,由美國標(biao)準ASTME140可以(yi)獲得以(yi)下換算(suan)關系:
27HRA≈30HRB
60HRA≈100HRB≈20HRC
85.6HRA≈68HRC
可(ke)見(jian),HRA標(biao)(biao)尺(chi)(chi)的(de)(de)測(ce)試(shi)(shi)范圍(wei)涵蓋了(le)從軟鋼(gang)(HRB)、硬鋼(gang)(HRC)到(dao)硬質(zhi)合金(jin)的(de)(de)硬度范圍(wei)。然而,事(shi)實上HRA標(biao)(biao)尺(chi)(chi)很少用于(yu)(yu)測(ce)試(shi)(shi)軟鋼(gang),主(zhu)要用于(yu)(yu)測(ce)試(shi)(shi)薄(bo)硬鋼(gang)板、深層滲碳鋼(gang)和硬質(zhi)合金(jin)。在硬質(zhi)合金(jin)方(fang)面,由于(yu)(yu)技術進步,有(you)些材(cai)料(liao)硬度已(yi)達到(dao)93-94HRA,這已(yi)超出標(biao)(biao)準規定。工程上超出HRA高端的(de)(de)測(ce)量范圍(wei)已(yi)成為慣例。HRA標(biao)(biao)尺(chi)(chi)有(you)一個特殊(shu)用途。在使用洛氏硬度計測(ce)試(shi)(shi)鋼(gang)試(shi)(shi)樣時(shi),如果不知試(shi)(shi)樣是軟鋼(gang)還是硬鋼(gang),可(ke)先用HRA標(biao)(biao)尺(chi)(chi)試(shi)(shi)測(ce)一下,當硬度值(zhi)小(xiao)于(yu)(yu)60HRA時(shi)可(ke)改用HRB標(biao)(biao)尺(chi)(chi),當硬度值(zhi)大于(yu)(yu)60HRA時(shi)可(ke)改用HRC標(biao)(biao)尺(chi)(chi)。
HRB標(biao)尺(chi)的使用(yong)(yong)(yong)范(fan)圍是(shi)20~100HRB,當(dang)硬度(du)值(zhi)低(di)于20HRB時(shi),由于鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)的壓入深度(du)過大,金(jin)屬蠕變加劇,試樣(yang)在試驗力作用(yong)(yong)(yong)下的變形時(shi)間延長,測(ce)試值(zhi)準確度(du)降低(di),此時(shi)應改用(yong)(yong)(yong)HRF標(biao)尺(chi)。當(dang)硬度(du)值(zhi)大于100HRB時(shi),因(yin)為鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)壓入深度(du)過淺,靈敏度(du)降低(di),精度(du)下降,此時(shi)應改用(yong)(yong)(yong)HRC標(biao)尺(chi)。在使用(yong)(yong)(yong)HRB標(biao)尺(chi)測(ce)試鋼(gang)(gang)試樣(yang)時(shi),一個特別值(zhi)得注意的地方是(shi):當(dang)預(yu)先不知道試樣(yang)是(shi)軟鋼(gang)(gang)還是(shi)硬鋼(gang)(gang)時(shi),決不可使用(yong)(yong)(yong)HRB標(biao)尺(chi)做測(ce)試,因(yin)為用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)壓頭誤測(ce)了淬火鋼(gang)(gang),鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)就(jiu)可能會變形,鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)壓頭就(jiu)會損壞(huai),這(zhe)是(shi)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)壓頭損壞(huai)的主要(yao)原因(yin)。遇(yu)到這(zhe)種(zhong)情況時(shi)應先用(yong)(yong)(yong)金(jin)剛石壓頭,用(yong)(yong)(yong)HRA標(biao)尺(chi)測(ce)試一下,再(zai)決定(ding)是(shi)用(yong)(yong)(yong)HRB還是(shi)用(yong)(yong)(yong)HRC。
HRF標(biao)尺的(de)使用(yong)范(fan)圍是60~100HRF。HRF標(biao)尺是國(guo)外使用(yong)較多的(de)一(yi)個標(biao)尺,它是測試純銅和較軟的(de)銅合金(jin)材(cai)料很好的(de)檢測手段。但是在(zai)我(wo)國(guo),也存在(zai)標(biao)準硬度(du)塊短(duan)缺的(de)問題,它的(de)應(ying)用(yong)也受到了限制。
HRG標尺適用(yong)于HRB值接(jie)近100的(de)材(cai)料(liao),對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵(tie)這些硬度(du)范(fan)圍介于HRB標尺的(de)高端和HRC標尺低(di)端的(de)材(cai)料(liao),如果(guo)改(gai)(gai)用(yong)HRG標尺,就可以大(da)大(da)改(gai)(gai)善測試的(de)靈敏(min)度(du),提高測試精(jing)度(du)。
其他:
1.HRC含意是(shi)洛氏硬度C標尺,
2.HRC和(he)HB在生產中(zhong)的應用都很廣泛
3.HRC適用范圍HRC20--67,相當于(yu)HB225--650
若(ruo)硬(ying)(ying)度高于(yu)此(ci)范圍則用洛氏(shi)硬(ying)(ying)度A標尺HRA。
若硬度低于此范(fan)圍則用(yong)洛氏(shi)硬度B標(biao)尺HRB。
布(bu)氏硬度上(shang)限值HB650,不能(neng)高于此值。
4.洛氏硬度計C標(biao)尺(chi)之壓(ya)頭為(wei)頂角120度的金剛石(shi)圓錐,試驗載荷為(wei)一確定值,中國(guo)標(biao)準是150公斤力。
布氏(shi)硬度計之壓頭為(wei)淬硬鋼球(HBS)或硬質合金球(HBW),試驗載(zai)荷隨球直徑(jing)不同而不同,從3000到31.25公斤力。
5.洛氏硬度壓痕很小,測量值有局部(bu)性,須測數(shu)點求平均值,適用成(cheng)品和薄片,歸于無損檢(jian)測一類。
布(bu)氏(shi)硬度壓(ya)痕較大(da),測(ce)量值準,不適用(yong)成品和薄(bo)片(pian),一般不歸于(yu)無損(sun)檢(jian)測(ce)一類。
6.洛(luo)氏硬(ying)度的硬(ying)度值是一無(wu)名數(shu),沒有(you)單位。(因此習慣稱洛(luo)氏硬(ying)度為多少度是不(bu)正(zheng)確的。)
布氏硬度的(de)硬度值有單位,且和抗拉強(qiang)度有一定(ding)的(de)近似(si)關系。
7.洛(luo)氏硬度直(zhi)接在表(biao)盤上顯示、也可以數字顯示,操作(zuo)方(fang)便,快捷直(zhi)觀,適用(yong)于大量生產中。
布氏硬(ying)度需(xu)要用(yong)顯(xian)微鏡測量壓(ya)痕直(zhi)徑,然后查表或計算(suan),操作較(jiao)繁(fan)瑣(suo)。
8.在一定條件下,HB與HRC可以(yi)查(cha)表互(hu)換。其心算公式可大(da)概(gai)記為:1HRC≈10HB。
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