洛氏硬度

洛氏硬度机构造和使用 一、HR－150HRA 型洛氏硬度机简介： 1.1 HR－ 150HRA 型洛氏硬度计是一种普及型的洛氏硬度测试仪器。适 用于材料的洛氏硬度试验。施加试验力的速度由缓冲器来调节，试验力的变换 采用变载荷手轮的旋转而获得，因而具有操作简便，性能稳定，使用广泛等特 点。 1.2 洛氏硬度试验法是金刚石圆锥体压头或一定直径的球压头。在初试力 Po和主试验力P1先后作用力压入试件，以总试验力P(Po+P1)作用后，保持一 定的时间，卸除主试验力，保留初试验力时的压入h1与在初试验力作用下的压 入深度h0之差e来示压痕深度的永久增量，每压入 0.002mm为一个洛氏硬度 单位。此种试验特点是硬度测试速度快，留下压痕小。广泛被作为检验试件硬 度的手段。（图 1） 箱式电炉 1M×0.8M 6 个 控制柜 1.5M×1.4M 气氛控制炉 1.2M×1.2M 转炉 1.7M×1.2M 轧机 1.6M×1.1M C－曲线等温炉 1.7M×1M 以上面积只是设备实际面积，不包括使用空间。 二、洛氏硬度计试验、标尺、压头、试验力及使用举例 2.1 洛氏硬度计试验标尺、压头、试验力使用举例（表 1） （表 1） 标尺 压 头 初试验力 总试验力 N 使 用 举 例 A 金刚石压头 588．4 硬质合金、渗碳钢 D 圆锥角 120º 980．7 薄钢、表面淬火钢 C 顶端球面半径 0.2mm 1471 淬火钢、调质钢，硬铸铁 F 钢球直径 588．4 退火铜合金、薄软钢 B 1．588 毫米 980．7 软钢、铝、铜合金、可锻铸铁 G （1∕16 英寸） 1471 珠光体铁、铜、镍、锌、镍合金 H 钢球直径 588．4 退火铜合金 E 3．175 毫米 980．7 铝、镁合金、软钢、铸铁 K （1∕8 英寸） 1471 铝、锌、铅、青铜、铍青铜 L 钢球直径 588．4 很软金属、如铝、锌、铅 M 6．35 毫米 980．7 P （1∕4 英寸） 1471 R 钢球直径 588．4 S 12．7 毫米 980．7 V （1∕2 英寸） （N） 98．07 1471 锡、塑料、硬纸板等 洛氏硬度试验标尺很多，常见标尺有 A、B、C 三种 2.2 洛氏硬度试验公式： h1——h0 HRC(A) =100—e HRB =130—e e = 0.002 三、硬度计的技术参数 3．1 初试验力： 98.07 N，允差 ±2.0％ 3．2 总试验力： 588.4 N 980.7 N、 1471 N，允差 ±0.5％ 3．3 硬度计的示值允差和重复性要求见（表 2） （表 2） 标 尺 硬度计应用范围 硬度计示值允差 重复性不大于 60～75HRA ±1.5 HRA 1.5 HRA A 75～85 HRA ±1.0 HRA 1.0 HRA 25～45 HRB ±3.5 HRB 3.5 HRB 45～80 HRB ±2.0 HRB 2.0 HRB B 80～100 HRB ±1.5 HRB 1.5 HRB 20～30HRC ±1.5 HRC 1.5 HRC 30～55 HRC ±1.2 HRC 1.2 HRC C 55～67 HRC ±1.0 HRC 1.0 HRC 3．4 压头规格： 3．4.1 金刚石圆锥体洛氏压头 ɑ=120º30ˊ；R=0.2 ±0.01 3．4.2 φ1.588mm 钢球压头 3．5 硬度计应在室温 15～30º的范围内正常工作；相对温度不大于 65％ 3．6 试件允许最大高度：170 mm 3．7 压头中心到机身距离：165 mm 3．8 硬度机外形尺寸：516×230×750 mm 3．9 仪器重量约： 85 kg 四、硬度计的安装 1．1 硬度计应安装在周围无振动和无强烈磁场、无腐蚀性介质的环境中， 水平安放在稳固的工作台，其水平度不超过 1 mm /m。同时在工作台适当位置 开一个Φ70～80 mm 孔，用作升降螺杆工作。（图 2） 4．2 硬度计放置妥当后（图 3），旋开上盖 3 只螺钉（10），其中 1 只螺钉 在上盖后尾处。把上盖（6）打开。将机体内扣住测量杠杆（a）上的橡皮筋解 去（图 6），然后盖上盖防止灰尘入内。打开后盖（7），将固定活动部件的白 沙带解去。松开螺钉（4）取下螺杆保护罩（3），将升降螺杆上的防锈油擦静， 涂上少量薄质机油润滑。 4．3 码组的安装（图 4） 取出附件箱内的砝码组，擦净。将变荷手轮（13）顺时针旋至 588 处。从后 盖处取出吊杆（16），把吊杆穿入砝码 A（20）孔中，旋紧吊杆尾部 2 只 M10 螺 母（21），并把吊杆钩在杠杆（14）尾部的吊耳（15）内，分别把砝码 B（19）、 砝码 C（18）放在两个叉架（17）上，然后将变荷手轮顺时针转动一周，观察砝 码上的圆柱销是否安放在叉架的凹槽内。 4．4 试验力施加速度的调整 4．4．1 缓冲器加油（图 5） 硬度计出厂时，油缸已体注入机油，由于运输等造成的泄漏，用户可自行施 加。方法：把缓冲器调节盖板（8）上的 2 只螺钉旋开，取下盖板，将加卸试验 力手柄（1）朝后推，旋松螺母（26），逆时针旋松阀针（25），在油缸盖（23） 孔中缓慢注入 20 号机油，加入的油量以拉动加卸手柄时无空吸声为止。注意油 量的高度不可超过油缸盖与油缸体的结合面。 4．4．2 调整加主试验力的速度 安装金刚石圆锥体压头（12），将 HRC 中硬度快放在试台上，顺时针转动旋 轮（2），试台（5）上升。硬度块与压头接触后，表盘（9）指针开始转动，大指 针 转动三圈，即停止转动旋轮，将加卸试验力手柄（1）朝后推，观察表盘指 针的移动速度。从指针开始移动到停止，这段时间规定为 4—6 秒，如果速度快， 可调节缓冲器流量。方法：将阀针顺时针旋转。再做测试，直至调整到规定的时 间内。若速度慢，则反方向调节阀针。 4．5 试验力的变换 根据试件的硬度测试要求选择试验标尺（表 1）。依据标尺确定总试验力，顺 时针转动变荷手轮，不得反转，凡主试验力的改变应使仪器处于卸除主试验力状 态。 五．硬度机的正确使用 5.1 实验前的准备工作 5．1．1 被测试件的表面应平整光洁，不得带有污物、氧化皮。裂缝、凹 坑及显著的加工痕迹，试件的支承面和试台应清洁，保证良好密 合。 5．1．2 被测试件的厚度应不小于 10e，压痕深度 t 的确定可按下列公式 计算： 当用金刚石压头测试硬度值时： t1＝0.002×（100-HRC.A） 当用钢球压头测试硬度值时： t2=0.002×(130-HRB) 被测试件允许最小厚度可参考表 3。 表 3 硬 度 值 厚度（mm） 标尺 20 25 30 40 50 60 67 70 80 90 100 HRA 0.4 0.2 ∕ HRB 2.1 2.0 1.8 1.6 1.4 1.25 1.2 1.0 0.8 0.6 HRC 1.6 1.5 1.4 1.2 1.0 0.8 0.7 0.6 ∕ ∕ ∕ 5．1．3 根据试件的形状，尺寸大小来选择合适的试台，试件如异形，则可 根据具体的几何形状自行设计制造专用夹具，使硬度测试具有可靠 的示值。 5．1．4.洛氏硬度试验可以在试件的曲面上进行，但一般测试曲率半径应大 于 15mm,若曲率半径小于 15mm时，被测试件的硬度值要进行修正。 修正值均为正值。 5．1．5 圆柱形试件洛氏硬度，C、A 标尺的修正值（表 4） 5．1．6 圆柱形试件洛氏硬度 B 标尺的修正值（表 5） 5.2 硬度机的操作顺序 5．2．1.根据被测试件材料的软硬程度，按表 1 选择标尺，顺时针转到变荷 手轮，确定总试验力。 5．2．2 当使用金刚石压头时，手的中指顶住金刚石头部，轻轻的朝压头杆 孔中推进，贴紧支承面，把压头止紧螺钉（11）略为拧紧，然后将 被测试 件置于试台上。 5．2．3 旋轮顺时针转动，升降螺杆上升，应使试件缓慢无冲击地与压头接 触，直至硬度计百分表小指针从黑点移到红点，与此同时长指针转 动三圈垂直指向“C”处，此时已施加了 98.07N 初试验力，长指针 偏移不得超过 5 个分度值，若超过此范围不得倒转，应改换测点位 置重做。 5．2．4 转动硬度计表盘，使长指针对准“C”位。 5．2．5 加试验力手柄缓慢向后推，保证主试验力在 4－6 秒内施加完毕。 总试验力保持时间 10 秒，然后将加卸试验力手柄在 2－3 秒内平 稳地向前拉，卸除主试验力，保留初试验力。 5．2．6 此时，硬度计百分表长指针指向的数据，及为被测试件的硬度值。 5．2．7 反向旋转升降螺杆的旋轮，使试台下降，更换测试点。重复上述操 作。 5．2．8 在每个试样上的测试点数不少于四点（第一点不记）。对大批量试样 的检验，点数可适当减少。 5．2．9 硬度计的操作顺序参阅图 7。 5.3 硬度示值调整（图 6） 硬度计的示值精度已在出厂前校准，若因运输过程中造成的误差，试验人 员在了解仪器结构原理的基础上可作适当调整。 方法：将上盖取下，如测出示值较标准硬度块低，则松开 M4 螺母（b），将 螺钉（C）顺时针微量旋进，然后旋紧螺母，再测试示值，直至调整到规定 的误差范围内（表 2），如测示值高于标准硬度值，则相反方向旋转螺钉。 表 4 圆 柱 形 试 件 直 径（毫米） 6 10 13 16 19 22 25 32 38 硬度值 （HR） 洛 氏 C.A 标 尺 的 修 正 量（HR） 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 6.0 5.5 5.0 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 2.0 1.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0 3.5 3.0 2.5 2.0 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0 2.5 2.5 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 0 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 0 0 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 0 0 0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 0 0 0 0 0 0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 表 5 圆 柱 形 试 件 直 径（毫米） 6 10 13 16 19 22 25 硬度值 （HR） 洛 氏 B 标 尺 的 修 正 量（HR） 0 10 20 20 40 50 60 70 80 90 100 12.5 12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.5 8.5 8.0 7.5 6.5 6.0 5.5 5.0 4.0 3.5 3.0 2.5 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.5 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0 3.0 2.5 2.0 1.5 1.5 1.0 3.5 3.5 3.5 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0 1.5 1.5 1.0 3.0 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0 1.5 1.5 1.0 0.5 六、硬度计保养及注意事项 1．试验人员应遵守操作规程，能在试验前后经常用标准块校对硬度计。 2．不经常使用的硬度计，开机后在标准快上要进行数次的硬度测定，稳定后， 再进行试件的测定。 3．硬度快的使用只能在工作面上进行，每次试验的测定点距离不小于 3mm。 4．在硬度测试中，施加主试验力后，严禁转动变荷手轮。 5．仪器搬运时应托底搬运，不准横倒幷将测量杠杆用橡皮筋扣住，取下砝码 和吊杆。 6．硬度计应保持清洁，试验完后罩上防尘罩。硬度块、球压头使用完毕应涂 上防锈油，防止锈蚀。 7．硬度计应由国家计量部门定期检定，每年至少一次以保证硬度计的准确性。 洛氏硬度计的构造和使用 实验要求： 一、 写出实验名称： 二、 实验目的： 1．熟悉洛氏硬度计的原理和构造 2．了解洛氏硬度计使用及维护 三、 实验内容： 1．洛氏硬度计的原理 2．仪器使用范围 3．仪器的操作步骤