濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南,是全球生產滾動軸承和直線運動產品的領導企業---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承,是一家順應經濟發展需要而誕生的專業化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術支持,在機械行業技術方面有著非常豐富的經驗,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。
這種硬度測定法是美國的S.P.洛克韋爾于1919年提出的,它基本上克服了布氏測定法的上述不足。洛氏硬度所采用的壓頭是錐角為120°的金剛石圓錐或直徑為1/16英寸(1英寸等于25.4毫米)的鋼球,并用壓痕深度作為標定硬度值的依據。測量時,總載荷分初載荷和主載荷(總載荷減去初載荷)兩次施加,初載荷一般選用10千克力,加至總載荷后卸去主載荷,并以這時的壓痕深度來衡量材料的硬度。洛氏硬度記為HR,所測數值寫在HB后,洛氏硬度值計算公式為:
式中h表示塑性變形壓痕深度(毫米);k是規定的常量;分母中的0.002(毫米)是每洛氏硬度單位對應的壓痕深度。對應于金剛石圓錐壓頭的k=0.20(毫米),對應于鋼球壓頭的k=0.26(毫米)。
為了適應極寬闊的測量范圍,可采用改變載荷和更換壓頭兩種辦法。不同的載荷和壓頭組成不同的洛氏硬度標尺,常用的標尺有A、B、C三種。標尺B用于中等硬度的金屬材料,如退火的低碳鋼和中碳鋼、黃銅、青銅和硬鋁合金;壓頭為直徑1/16英寸的鋼球;載荷為100千克力。其標尺范圍是由HRB0到HRB100,硬度高于HRB100時鋼球可能被壓扁。標尺C用于硬度高于HRB100的材料,如淬火鋼、各種淬火和回火合金鋼。壓頭為頂角120°的金剛石圓錐;載荷為150千克力。標尺C的使用范圍是從HRC20到HRC70,標尺B和C是洛氏硬度的標準標尺。標尺A用于鎢、硬質合金及其他硬材料,還用于淬硬的薄鋼帶。由于大載荷容易損壞金剛石壓頭,所以載荷改為60千克力。標尺A是所有洛氏硬度標尺中唯一能在退火黃銅直到硬質合金這樣廣闊的硬度范圍內使用的標尺。
洛氏硬度試驗采用三種試驗力,三種壓頭,它們共有9種組合,對應于洛氏硬度的9個標尺。這9個標尺的應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。最常用標尺是HRC、HRB和HRF,其中HRC標尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調質鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業應用最多的硬度試驗方法。HRB標尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標尺盡管也可用于大多數黑色金屬,但是實際應用上一般只限于測試硬質合金和薄硬鋼帶材料。
表面洛氏硬度試驗采用三種試驗力,兩種壓頭,它們有6種組合,對應于表面洛氏硬度的6個標尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充,在采用洛氏硬度試驗時,當遇到材料較薄,試樣較小,表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時,就應改用表面洛氏硬度試驗。這時采用與洛氏硬度試驗相同的壓頭,采用只有洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力,就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結果。表面洛氏硬度的N標尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料;T標尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。
HRC標尺的使用范圍是20~70HRC,當硬度值小于20HRC時,因為壓頭的圓錐部分壓入太多,靈敏度下降,這時應改用HRB標尺。盡管HRC標尺被規定的上限值為70HRC,但是當試樣硬度大于67HRC時,壓頭尖端承受的壓力過大,金剛石容易損壞,壓頭壽命會大大縮短,因此一般應改用HRA標尺。
HRA標尺的使用范圍是20-88HRA,由美國標準ASTME140可以獲得以下換算關系:
27HRA≈30HRB
60HRA≈100HRB≈20HRC
85.6HRA≈68HRC
可見,HRA標尺的測試范圍涵蓋了從軟鋼(HRB)、硬鋼(HRC)到硬質合金的硬度范圍。然而,事實上HRA標尺很少用于測試軟鋼,主要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質合金。在硬質合金方面,由于技術進步,有些材料硬度已達到93-94HRA,這已超出標準規定。工程上超出HRA高端的測量范圍已成為慣例。HRA標尺有一個特殊用途。在使用洛氏硬度計測試鋼試樣時,如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼,可先用HRA標尺試測一下,當硬度值小于60HRA時可改用HRB標尺,當硬度值大于60HRA時可改用HRC標尺。
HRB標尺的使用范圍是20~100HRB,當硬度值低于20HRB時,由于鋼球的壓入深度過大,金屬蠕變加劇,試樣在試驗力作用下的變形時間延長,測試值準確度降低,此時應改用HRF標尺。當硬度值大于100HRB時,因為鋼球壓入深度過淺,靈敏度降低,精度下降,此時應改用HRC標尺。在使用HRB標尺測試鋼試樣時,一個特別值得注意的地方是:當預先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時,決不可使用HRB標尺做測試,因為用鋼球壓頭誤測了淬火鋼,鋼球就可能會變形,鋼球壓頭就會損壞,這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時應先用金剛石壓頭,用HRA標尺測試一下,再決定是用HRB還是用HRC。
HRF標尺的使用范圍是60~100HRF。HRF標尺是國外使用較多的一個標尺,它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在我國,也存在標準硬度塊短缺的問題,它的應用也受到了限制。
HRG標尺適用于HRB值接近100的材料,對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標尺的高端和HRC標尺低端的材料,如果改用HRG標尺,就可以大大改善測試的靈敏度,提高測試精度。
其他:
1.HRC含意是洛氏硬度C標尺,
2.HRC和HB在生產中的應用都很廣泛
3.HRC適用范圍HRC20--67,相當于HB225--650
若硬度高于此范圍則用洛氏硬度A標尺HRA。
若硬度低于此范圍則用洛氏硬度B標尺HRB。
布氏硬度上限值HB650,不能高于此值。
4.洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗載荷為一確定值,中國標準是150公斤力。
布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球(HBS)或硬質合金球(HBW),試驗載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力。
5.洛氏硬度壓痕很小,測量值有局部性,須測數點求平均值,適用成品和薄片,歸于無損檢測一類。
布氏硬度壓痕較大,測量值準,不適用成品和薄片,一般不歸于無損檢測一類。
6.洛氏硬度的硬度值是一無名數,沒有單位。(因此習慣稱洛氏硬度為多少度是不正確的。)
布氏硬度的硬度值有單位,且和抗拉強度有一定的近似關系。
7.洛氏硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產中。
布氏硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑,然后查表或計算,操作較繁瑣。
8.在一定條件下,HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為:1HRC≈10HB。
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——責任編輯:濟南鴻慷機電設備公司01銷售顧問
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