洛氏和表面洛氏硬度

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第270页（2004字）

洛氏硬度试验法的原理见5．6－3。规定的金刚石圆锥体或钢球，在初试验力F₀作用下压入试件。然后，在总试验力F=F₀+F₁作用下继续压入试件，并保持一段时间。卸去主试验力F₁，在仍保留F₀的情况下，测量压入试件的塑性变形h，这个h实际上就是两次压入的深度差。洛氏硬度用h来表示，以每产生2μm的塑性变形，或每压入2μm的深度差，作为一个洛氏硬度单位。故有：

图5．6－3 洛氏硬度试验原理

式中 HR——洛氏硬度值；

K=100或130——与标尺有关的常数。

随着常数K、总试验力F及压头规格的不同，洛氏硬度有A，B，C，D，E，F，G，H和K标尺等15种，它们适用于不同的材料，但常用的只有3种。洛氏硬度值的表示方法为：符号HR后面的字母表示所使用的标尺，HR前面的数字为硬度值。例如50HRC，表示采用C标尺，测得的洛氏硬度值为50。在常用的A、B、C三种标尺中，A标尺适用于硬金属和硬质合金，例如碳化钨、渗碳钢等；B标尺适用于有色金属和软金属，例如软钢、铝合金、铜合金、可锻铸铁及退火钢等；C标尺适用于热处理后的结构钢和工具钢，例如淬火钢、调质钢等。

表面洛氏硬度试验法的原理与洛氏相同，只是F₀、F不同，而且深度差每1μm为一个硬度单位。由式(5．6－3)可见，在洛氏和表面洛氏硬度试验中塑性变形愈大，则硬度值愈低。表面洛氏硬度也有15种标尺，但常用的只有6种，它们适用于氮化、氰化、渗碳零件及薄试件表面硬度的测定。

洛氏(或表面洛氏)基准装置包括直接施加试验力的洛氏(或表面洛氏)基准硬度计和基准压头组，根据相应的试验原理，将基准压头压入被检的标准硬度块，并用激光干涉仪测量压入深度，经数据处理后显示并打出硬度值。洛氏基准复现的硬度范围为(70～85)HRA，(75～95)HRB及(20～66)HRC，不确定度为0．10HR(3σ)。表面洛氏基准复现的硬度范围为(45～92)HRN及(54～91)HRT，不确定度为0．20HR(3σ)。标准洛氏硬度块的均匀度对于A、C、D标尺为0．015(100－HR)，对B、E、F、G、H、K标尺为0．03(130－HR)；稳定度为(0．4～0．6)HR(对A、B、C标尺)。标准表面洛氏硬度块的均匀度为(0．6～1．5)HRN(T)，稳定度为(0．6～1．5)HRN(T)，稳定度为(0．6～0．9)HRN(T)。

洛氏硬度计的试验力允差为±2．0%(初试验力)和±0．5%(总试验力)；金刚石压头圆锥角为120°±0．5°，顶端球面半径为(0．200±0．010)mm，球压头直径为(1．588±0．002)mm；测深机构的误差不大于±0．001mm。综合检定时的示值误差对于D、E、F、G、H、K标尺为±(1．0～4．5)HR，对于A、B、C标尺则为±(1．0～1．5)HR。表面洛氏硬度计的初试验力允差为±2．0%，总试验力允差为±0．7%；金刚石压头圆锥角为120°±20’，顶端球面半径为(0．200±0．010)mm，球压头直径为(1．588±0．002)mm；测深机构的允差为±0．001mm。综合检定时示值误差为±(1．2～2．0)HRN。

【参考文献】：

［1］鲁绍曾主编，现代计量学概论第11章力学计量，中国计量出版社，1987。

［2］王江主编，现代计量测试技术第16章力学计量技术，中国计量出版社，1990。

［3］王立吉，现代计量测试发展动态，现代计量测试，1993；1∶3～9。

［4］鲁绍曾主编，计量学辞典，中国计量出版社，1995。

［5］施昌彦，王大充，液压式标准测力机的有效面积和压力波动，计量学报，1986；4∶296～304。

［6］施昌彦，测力称重计量的某些发展动向，现代计量测试，1994；6∶2～4。

［7］天津市计量管理局编，力学计量，中国计量出版社，1985。

［8］国家技术监督局编，国家计量检定系统，中国计量出版社，1991。