常用硬度测试方法介绍（中篇-洛氏硬度）

洛氏硬度

洛氏硬度起源于20世纪初，是由洛克威尔(S.P.Rockwell)提出来的学术概念。洛氏硬度测试的原理是以压痕塑性变形深度来确定硬度值，如图1所示。

图1.洛氏硬度原理图

（1-1加上初始试验力后的压头位置；

2-2加上初始试验力+主试验力后的压头位置；

3-3卸去主试验力后的压头位置；

he卸去主试验力的弹性恢复）

关于测试过程

根据材料选择一定的标尺（HRA、HRB、HRC等）

适当处理材料表面

对材料表面施加初始试验力，得压痕深度h₁

对材料表面施加主试验力

卸掉主试验力，得压痕深度h₂

计算深度差h=h_2-h₁，并由公式算出洛氏硬度值

根据压头的不同，洛氏硬度值的不同的计算经验公式如下：

关于试样处理

采用洛氏硬度测试方法时，需要根据不同的标尺和样品情况来对试样表面进行处理。

常规洛氏：细磨光表面就可以达到要求

表面洛氏：推荐抛光表面（≤3um）

关于压头类型

图2.洛氏硬度的5种类型压头

关于压痕位置

与洛氏硬度相同，压痕距离边缘至少为压痕直径的2.5倍(并且ISO6508规定距离边缘不小于1mm)，两压痕之间的距离至少为压痕直径的3倍。

图3.洛氏硬度压痕位置选择

关于标尺选择

根据材料类型和测试要求之间的关系可选择的洛氏硬度标尺如表1所示。

表1.洛氏硬度标尺适用范围

关于样品厚度

洛氏硬度测试对样品尺寸有要求，样品厚度不能小于残余压痕深度的10倍，且背面不能出现明显的变形痕迹。由此样品的厚度决定了载荷的选择，载荷必须保证其所引起的变形小于样品的最小厚度。对于每一种硬度试验，都存在最小可测量厚度 。根据不同压头类型，分别为：

•   使用金刚石压头时，样品最小厚度为压痕深度的10倍

•   样品最小厚度对球压头，至少为压痕深度的15倍

关于硬度值表示

关于主要误差来源

- 压头尖端破裂(通常导致硬度读数偏高)

- 被测试材料或者夹具轨道的变形(通常导致硬度读数偏低)

- 过大的振动(通常导致硬度读数偏低)

- 表面制备质量差(注意制备也包括测试零件的底部和试台)

- 压头和样品表面的压入角度(不能超过2^o 偏差)

关于测试优势与局限性

优势

不需要通过光学测量就可以得到硬度值

快速简单

不同操作者对结果影响不大

表面粗糙度对结果影响较小

局限性

标尺太多，不同的压头和试验力的组合

关于应用

洛氏硬度测试具有30种不同的标尺，几乎覆盖所有材料的硬度测试，以下是其一些典型的应用：

常规洛氏：端淬试验、齿轮、钢棒、紧固件、汽车部件、轴承、热处理工件、硬质合金等。

表面洛氏：薄钢板、线、小直径棒、镀锡钢片、涂层、硬化层。

关于产品

我们推荐的洛式硬度计有Rockwell574、Rockwell2000，如图4、图5所示。

图4.Wilson Hardness Rockwell 574 洛氏硬度计

-洛氏硬度计结构坚固耐用，性能稳定可靠，能够满足不同洛氏硬度测试的要求

-具有普通、表面和双洛氏三种型号

-采用专业化的工业设计，其控制面板外观新颖，操作简单

-内置USB接口可方便地将数据导入Microsoft Excel文件或其它应用程序

-测试结果精确、重复性高，可为用户提供高性价比的硬度测试解决方案

主要参数如表2所示

图5.Wilson Hardness Rockwell 2000 洛氏硬度计

-结构坚固耐用

-直观的用户操作面板以及简便的一键式操作能够满足并超越各种测试要求

-产品分为普通、表面和双洛氏三种型号及相应的尺寸以满足不同的需求。

-配备电子力学传感装置和精密的深度测量系统，测试结果精确并具备业界领先的重复性和再现性（GR&R)

主要参数如表3所示

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