
在規定條件下,將壓頭(金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球)分2個步驟壓入試樣表面。卸除主試驗力后,在初試驗力下測量壓痕殘余深度h。以壓痕殘余深度h代表硬度的高低。洛氏硬度試驗原理如圖2-1所示。

1—在初始試驗力F0下的壓入深度;2—在總試驗力F0+F1下的壓入深度;3—去除主試驗力F1后的彈性回復深度;4—殘余壓入深度h;5—試樣表面;6—測量基準面;7—壓頭位置
圖2-1洛氏硬度試驗原理圖
洛氏硬度值按下式計算:
N-常數,對于A、C、D、N、T標尺,N=100;其他標尺,N=130;
h-殘余壓痕深度,mm;
S-常數,對于洛氏硬度,S=0.002mm,對于表面洛氏硬度,S=0.001mm。每一洛氏硬度單位對應的壓痕深度,洛氏硬度為0.002mm,表面洛氏硬度為0.001mm。壓痕越淺,硬度越高。洛氏硬度試驗分為2種,一種是普通洛氏硬度試驗,一種是表面洛氏硬度試驗。洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐和
1.588mm、
3.175mm鋼球三種壓頭,采用60kg、100kg、150kg三種試驗力,它們共有九種組合,對應于洛氏硬度的九個標尺,即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐和
1.588mm鋼球2種壓頭,采用15kg、30kg、45kg三種試驗力,它們共有六種組合,對應于表面洛氏的六個標尺,即HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T。洛氏硬度試驗條件如表2-1所示。洛氏硬度標尺的選用如表2-2所示。
表2-1洛氏硬度試驗條件
洛氏硬度標尺技術條件
|              洛氏硬度標尺              |                          硬度符號              |                          壓頭類型              |                          初試驗力F0(N)              |                          主試驗力F1(N)              |                          總試驗力F0+ F1(N)              |                          適用范圍              |         
|              A  |                          HRA  |                          120°金剛石圓錐  |                          98.07  |                          490.3  |                          588.4  |                          20~88HRA  |         
|              B  |                          HRB  |                          1.5875mm鋼球  |                          98.07  |                          882.6  |                          980.7  |                          20~100HRB  |         
|              C  |                          HRC  |                          120°金剛石圓錐  |                          98.07  |                          1373  |                          1471  |                          20~70HRC  |         
|              D  |                          HRD  |                          120°金剛石圓錐  |                          98.07  |                          882.6  |                          980.7  |                          40~77HRD  |         
|              E  |                          HRE  |                          3.175mm鋼球  |                          98.07  |                          882.6  |                          980.7  |                          70~100HRE  |         
|              F  |                          HRF  |                          1.5875mm鋼球  |                          98.07  |                          490.3  |                          588.4  |                          60~100HRF  |         
|              G  |                          HRG  |                          1.5875mm鋼球  |                          98.07  |                          1373  |                          1471  |                          30~94HRG  |         
|              H  |                          HRH  |                          3.175mm鋼球  |                          98.07  |                          490.3  |                          588.4  |                          80~100HRH  |         
|              K  |                          HRK  |                          3.175mm鋼球  |                          98.07  |                          1373  |                          1471  |                          40~100HRK  |         
表面洛氏硬度標尺技術條件
|              表面洛氏硬度標尺              |                          硬度符號              |                          壓頭類型              |                          初試驗力F0(N)              |                          主試驗力F1(N)              |                          總試驗力F0+ F1(N)              |                          適用范圍              |         
|              15N  |                          HR15N  |                          120°   |                          29.42  |                          117.7  |                          147.1  |                          70~94HR15N  |         
|              30N  |                          HR30N  |                          264.8  |                          294.2  |                          42~86HR30N  |         ||
|              45N  |                          HR45N  |                          411.9  |                          441.3  |                          20~77HR45N  |         ||
|              15T  |                          HR15T  |                          1.5875mm  |                          29.42  |                          117.7  |                          147.1  |                          67~93HR15T  |         
|              30T  |                          HR30T  |                          264.8  |                          294.2  |                          29~82HR30T  |         ||
|              45T  |                          HR45T  |                          411.9  |                          441.3  |                          10~72HR45T  |         
取自國家標準GB/T230.1-2004 注:力值單位9.8N=1kg
表2-2洛氏硬度標尺的選擇
|              試樣材料               |                          壓頭               |                          標尺               |                          總試驗力(kg)              |                          鼓輪讀取刻度               |         
|              高硬度或薄硬材料。如硬質合金、硬化薄鋼帶、滲碳后的淬硬鋼。  |                          金剛石壓頭  |                          A  |                          60  |                          C  |         
|              中低硬度材料。如退火后的中低碳鋼、不銹鋼、銅合金、超硬鋁合金、可鍛鑄鐵等。是應用較廣的洛氏硬度標尺。  |                          1/16"鋼球  |                          B  |                          100  |                          B  |         
|              淬火及低溫回火的一般鋼材、冷硬鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵、鈦合金等,及硬度值超過HRB100的材料。是應用zui廣的洛氏硬度標尺。  |                          金剛石壓頭  |                          C  |                          150  |                          C  |         
|              中等滲層表面硬化鋼、薄硬鋼板、珠光體可鍛鑄鐵。  |                          金剛石壓頭  |                          D  |                          100  |                          
  |         
|              鑄鐵、鋁合金、鎂合金、軸承合金。  |                          1/8"鋼球  |                          E  |                          100  |                          
  |         
|              1/16"鋼球  |                          F  |                          60  |                          
  |         |
|              鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵等(HRB值接近100的材料)。  |                          1/16"鋼球  |                          G  |                          150  |                          
  |         
|              鋁、鋅、鉛等軟金屬。  |                          1/8"鋼球  |                          H  |                          60  |                          
  |         
|              軟金屬薄材、軸承合金。  |                          1/8"鋼球  |                          K  |                          150  |                          
  |         
|              洛氏硬度計不易檢測的滲碳鋼、滲氮鋼、表面淬火鋼等淺層表面硬化鋼件;小零件;厚度薄至0.15mm的硬鋼帶及要求壓痕盡量小的高硬度工件。  |                          金剛石壓頭  |                          15N  |                          15  |                          N—T  |         
|              金剛石壓頭  |                          30N  |                          30  |                          N—T  |         |
|              金剛石壓頭  |                          45N  |                          45  |                          N—T  |         |
|              軟鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金薄板帶材料、薄壁管材、小零件、電鍍層及要求壓痕盡量小的中、低硬度工件。  |                          1/16"鋼球  |                          15T  |                          15  |                          N—T  |         
|              1/16"鋼球  |                          30T  |                          30  |                          N—T  |         |
|              1/16"鋼球  |                          45T  |                          45  |                          N—T  |         
N標尺用于類似洛氏標尺C、A和D檢測的材料,但于薄小試樣和淺硬化深度的試樣。
T標尺用于類似洛氏標尺B、F和G檢測的材料,但于薄小試樣和較軟且覆鍍層較淺的試樣。
洛氏硬度試驗操作簡單,測量迅速,可在指示表上直接讀取硬度值,工作效率高,成為zui常用的硬度試驗方法之一。由于試驗力較小,壓痕也小,特別是表面洛氏硬度試驗的壓痕更小,對大多數工件的使用無影響,可直接測試成品工件,初試驗力的采用,使得試樣表面輕微的不平度對硬度值的影響較小,因此,此儀器非常適于在工廠使用,適于對成批加工的成品或半成品工件進行逐件檢測,該試驗方法對測量操作的要求不高,非專業人員容易掌握。
洛氏硬度試驗采用了3種壓頭,6種試驗力,根據金屬材料材質、硬度范圍及尺寸的不同,共有15個標尺可供選擇,可以測試從很軟到很硬幾乎全部常見的金屬材料,應用范圍十分廣闊。洛氏硬度計在工業生產中得到了廣泛應用,成為檢驗產品質量,確定合理加工工藝的主要手段。可測試各種黑色和有色金屬,測試淬火鋼、回火鋼、退火鋼、表面硬化鋼、各種厚度的板材、硬質合金材料、粉末冶金材料、熱噴涂層的硬度。
表面洛氏硬度計用于測試薄板金屬、薄壁管材、表面硬化鋼和小零件的硬度。