表面洛氏硬度計(jì)檢測(cè)方法
表面洛氏硬度檢測(cè)法是洛氏硬度檢測(cè)法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，兩者的檢測(cè)原理完全相同。由于普通洛氏硬度檢測(cè)力較大，不宜于測(cè)量較薄或經(jīng)表面熱處理以及化學(xué)熱處理后試樣的表面硬度，于是，利用洛氏檢測(cè)法的原理，將初檢測(cè)力由一般洛氏所用的98.07N力改為29.42N，將總檢測(cè)力由一般洛氏所用的588.4N、980.7N、1471N分別改為147.1N、294.2N、44.3N。其壓頭仍為120°金剛石圓錐和規(guī)定尺寸的鋼球或硬質(zhì)合金球兩類(lèi)，僅圓錐角△α規(guī)定為±20’。
1. 原理
在初始檢測(cè)力F0及主檢測(cè)力F1的先后作用下，將壓頭（金剛石圓錐或球）壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除主檢測(cè)力，用測(cè)量殘余深度增量計(jì)算硬度值。
2. 符號(hào)計(jì)算公式
表面洛氏硬度檢測(cè)及計(jì)算公式所用符號(hào)及其含義請(qǐng)見(jiàn)下表
表面洛氏 硬度標(biāo)尺 | 表面洛氏 硬度符號(hào) | 壓頭類(lèi)型 | 初始檢測(cè)力F0/N | 主檢測(cè)力F1/N | 總檢測(cè)力F/N | 適用范圍 |
15N | HR15N | 120°金剛石圓錐 | 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 | Φ1.588mm球 | 29.42 | 117.7 | 147.1 | 67～93HR15T |
30T | HR30T | 264.8 | 294.2 | 29～82HR30T | ||
45T | HR45T | 411.9 | 441.3 | 1～72HR45T |
計(jì)算公式：
根據(jù)表面洛氏定義為在去除主檢測(cè)力F1后，在初檢測(cè)力F0下的殘余壓痕深度每0.001mm為一單位表示。表面洛氏與洛氏的區(qū)別，它的N值都是100（洛氏中用鋼球標(biāo)尺是130）。表面洛氏硬度計(jì)算公式為：
球壓頭 HR15T(30T、45T)=100-h/0.001
金剛石壓頭 HR15N(30N、45N)=100-h/0.001
3. 檢測(cè)過(guò)程及示意圖
1）檢測(cè)過(guò)程示意圖如下：
2）檢測(cè)過(guò)程
上圖中1位表示檢測(cè)臺(tái)上升，試樣表面接觸壓頭后繼續(xù)上升，光學(xué)洛氏硬度計(jì)投影屏上刻度向上移動(dòng)至刻線指到100為止。此時(shí)，初始檢測(cè)力F0已加上，壓頭壓入深度為h0，反映硬度值的壓入深度是從h0這一基準(zhǔn)線位置開(kāi)始計(jì)算的。
2位置表示加上主檢測(cè)力F1后，壓頭從基準(zhǔn)線開(kāi)始進(jìn)一步壓入試樣，此時(shí)壓入深度決定于試樣的硬軟。光學(xué)洛氏硬度計(jì)投影屏上刻度向下移動(dòng)至某一位置，反映在總檢測(cè)力作用下的壓入深度，從圖上看出其壓入深度為h1。
3位表示卸除主檢測(cè)力F1后，在保留初檢測(cè)力F0情況下，壓頭由于被檢測(cè)材料的彈性回復(fù)向上稍推起壓頭，推起的高度決定于該種金屬材料彈性回復(fù)能力的大小。在光學(xué)投影屏上刻度向上移動(dòng)少許。此時(shí)壓入深度為h,可直接從光學(xué)投影屏上讀出所用標(biāo)尺硬度值HR。
4. 應(yīng)用范圍及標(biāo)尺選用
表面洛氏由于檢測(cè)方法較簡(jiǎn)便，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，對(duì)于大量產(chǎn)品檢測(cè)或缺少小檢測(cè)力維氏硬度計(jì)條件下，常用于薄材、各種強(qiáng)化層以及化學(xué)熱處理表面層的硬度測(cè)定。特別是在鍍鋅、鍍錫、鍍鉻等工業(yè)部門(mén)得到廣泛應(yīng)用。這些部門(mén)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中就有采用表面洛氏硬度檢測(cè)法的規(guī)定。
壓頭與檢測(cè)力，應(yīng)在檢測(cè)過(guò)程中尋求最理想條件。主要應(yīng)考慮試樣的厚薄、滲層的深淺、表面硬度大小等。
一般情況可參考下表選擇標(biāo)尺：
標(biāo)尺 | 壓頭 | 允許使用范圍 | 常用測(cè)量范圍 | 應(yīng)用舉例 |
15N | 金剛石圓錐體錐角120°，頂端球面半徑0.2 mm | 0～98 | 70～94 | 硬質(zhì)合金、氮化鋼、滲碳鋼、各種鋼板等 |
30N | 0～97 | 42～86 | 表面淬火鋼、滲碳鋼、刀子、薄鋼板等 | |
45N | 0～95 | 20～78 | 淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、硬鑄鐵及零件邊緣等 | |
15T | 球直徑1.588mm(1/16in) | 0～94 | 62～94 | 退火銅合金、黃銅、青銅薄板、薄軟鋼、鋁合金 |
30T | 0～84 | 15～82 | 薄軟鋼、鋁合金、黃銅、青銅、可鍛鑄鐵 | |
45T | 0～76 | 8～76 | 珠光體鐵、銅鎳和鋅鎳合金薄板 |
N標(biāo)尺適用于類(lèi)似洛氏標(biāo)尺C、A和D檢測(cè)的材料，但它只適用于薄小試樣和淺硬化深度的試樣。
T標(biāo)尺用于類(lèi)似洛氏標(biāo)尺B、F和G檢測(cè)的材料，但它只適用于薄小試樣和較軟且覆鍍層較淺的試樣。
目前國(guó)內(nèi)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)普通應(yīng)用的表面洛氏硬度計(jì)為沈陽(yáng)天星試驗(yàn)儀器生產(chǎn)的PHR系列表面洛氏硬度計(jì)，根據(jù)所測(cè)工件的大小不同可分為開(kāi)口尺寸為25mm*25mm的PHR-1S型和PHR-1ST型，兩個(gè)型號(hào)的砧座有所區(qū)別PHR-1ST是用來(lái)檢測(cè)管材的洛氏硬度的適合用于管材內(nèi)徑小于4.8mm的管材；還有一種型號(hào)為開(kāi)口尺寸50*50mm的PHR-2S型表面洛氏硬度計(jì)。天星表面洛氏硬度計(jì)是用于測(cè)試薄小的零件，例如馬口鐵、薄鋼板、銅帶、鋁帶、五金件、小型沖壓件等。