【進口軸承專家】什么是洛氏硬度？

  濟南市鴻慷機電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產(chǎn)滾動軸承和直線運動產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國舍弗勒集團在山東的授權(quán)代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持，在機械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下什么是洛氏硬度。

    這種硬度測定法是美國的S．P．洛克韋爾于1919年提出的，它基本上克服了布氏測定法的上述不足。洛氏硬度所采用的壓頭是錐角為120°的金剛石圓錐或直徑為1/16英寸（1英寸等于25.4毫米）的鋼球，并用壓痕深度作為標(biāo)定硬度值的依據(jù)。測量時，總載荷分初載荷和主載荷（總載荷減去初載荷）兩次施加，初載荷一般選用10千克力，加至總載荷后卸去主載荷，并以這時的壓痕深度來衡量材料的硬度。洛氏硬度記為HR，所測數(shù)值寫在HB后，洛氏硬度值計算公式為：

    式中h表示塑性變形壓痕深度（毫米）；k是規(guī)定的常量；分母中的0.002（毫米）是每洛氏硬度單位對應(yīng)的壓痕深度。對應(yīng)于金剛石圓錐壓頭的k=0.20（毫米），對應(yīng)于鋼球壓頭的k=0.26（毫米）。

    為了適應(yīng)極寬闊的測量范圍，可采用改變載荷和更換壓頭兩種辦法。不同的載荷和壓頭組成不同的洛氏硬度標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺有A、B、C三種。標(biāo)尺B用于中等硬度的金屬材料，如退火的低碳鋼和中碳鋼、黃銅、青銅和硬鋁合金；壓頭為直徑1/16英寸的鋼球；載荷為100千克力。其標(biāo)尺范圍是由HRB0到HRB100，硬度高于HRB100時鋼球可能被壓扁。標(biāo)尺C用于硬度高于HRB100的材料，如淬火鋼、各種淬火和回火合金鋼。壓頭為頂角120°的金剛石圓錐；載荷為150千克力。標(biāo)尺C的使用范圍是從HRC20到HRC70，標(biāo)尺B和C是洛氏硬度的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)尺。標(biāo)尺A用于鎢、硬質(zhì)合金及其他硬材料，還用于淬硬的薄鋼帶。由于大載荷容易損壞金剛石壓頭，所以載荷改為60千克力。標(biāo)尺A是所有洛氏硬度標(biāo)尺中唯一能在退火黃銅直到硬質(zhì)合金這樣廣闊的硬度范圍內(nèi)使用的標(biāo)尺。

    洛氏硬度試驗采用三種試驗力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應(yīng)于洛氏硬度的9個標(biāo)尺。這9個標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。最常用標(biāo)尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標(biāo)尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗方法。HRB標(biāo)尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標(biāo)尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實際應(yīng)用上一般只限于測試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。

表面洛氏硬度試驗采用三種試驗力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應(yīng)于表面洛氏硬度的6個標(biāo)尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充，在采用洛氏硬度試驗時，當(dāng)遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時，就應(yīng)改用表面洛氏硬度試驗。這時采用與洛氏硬度試驗相同的壓頭，采用只有洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結(jié)果。表面洛氏硬度的N標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料；T標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。

    HRC標(biāo)尺的使用范圍是20~70HRC，當(dāng)硬度值小于20HRC時，因為壓頭的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時應(yīng)改用HRB標(biāo)尺。盡管HRC標(biāo)尺被規(guī)定的上限值為70HRC，但是當(dāng)試樣硬度大于67HRC時，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會大大縮短，因此一般應(yīng)改用HRA標(biāo)尺。

HRA標(biāo)尺的使用范圍是20-88HRA，由美國標(biāo)準(zhǔn)ASTME140可以獲得以下?lián)Q算關(guān)系：

    27HRA≈30HRB

    60HRA≈100HRB≈20HRC

    85.6HRA≈68HRC

    可見，HRA標(biāo)尺的測試范圍涵蓋了從軟鋼（HRB）、硬鋼（HRC）到硬質(zhì)合金的硬度范圍。然而，事實上HRA標(biāo)尺很少用于測試軟鋼，主要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質(zhì)合金。在硬質(zhì)合金方面，由于技術(shù)進步，有些材料硬度已達到93-94HRA，這已超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。工程上超出HRA高端的測量范圍已成為慣例。HRA標(biāo)尺有一個特殊用途。在使用洛氏硬度計測試鋼試樣時，如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼，可先用HRA標(biāo)尺試測一下，當(dāng)硬度值小于60HRA時可改用HRB標(biāo)尺，當(dāng)硬度值大于60HRA時可改用HRC標(biāo)尺。

HRB標(biāo)尺的使用范圍是20~100HRB，當(dāng)硬度值低于20HRB時，由于鋼球的壓入深度過大，金屬蠕變加劇，試樣在試驗力作用下的變形時間延長，測試值準(zhǔn)確度降低，此時應(yīng)改用HRF標(biāo)尺。當(dāng)硬度值大于100HRB時，因為鋼球壓入深度過淺，靈敏度降低，精度下降，此時應(yīng)改用HRC標(biāo)尺。在使用HRB標(biāo)尺測試鋼試樣時，一個特別值得注意的地方是：當(dāng)預(yù)先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時，決不可使用HRB標(biāo)尺做測試，因為用鋼球壓頭誤測了淬火鋼，鋼球就可能會變形，鋼球壓頭就會損壞，這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時應(yīng)先用金剛石壓頭，用HRA標(biāo)尺測試一下，再決定是用HRB還是用HRC。

    HRF標(biāo)尺的使用范圍是60~100HRF。HRF標(biāo)尺是國外使用較多的一個標(biāo)尺，它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在我國，也存在標(biāo)準(zhǔn)硬度塊短缺的問題，它的應(yīng)用也受到了限制。

    HRG標(biāo)尺適用于HRB值接近100的材料，對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標(biāo)尺的高端和HRC標(biāo)尺低端的材料，如果改用HRG標(biāo)尺，就可以大大改善測試的靈敏度，提高測試精度。

    其他：

    1.HRC含意是洛氏硬度C標(biāo)尺，

    2.HRC和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛

    3.HRC適用范圍HRC20－－67，相當(dāng)于HB225－－650

    若硬度高于此范圍則用洛氏硬度A標(biāo)尺HRA。

    若硬度低于此范圍則用洛氏硬度B標(biāo)尺HRB。

    布氏硬度上限值HB650,不能高于此值。

    4.洛氏硬度計C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗載荷為一確定值，中國標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。

    布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質(zhì)合金球（HBW），試驗載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。

    5.洛氏硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數(shù)點求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測一類。

    布氏硬度壓痕較大，測量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測一類。

    6.洛氏硬度的硬度值是一無名數(shù)，沒有單位。（因此習(xí)慣稱洛氏硬度為多少度是不正確的。）

    布氏硬度的硬度值有單位，且和抗拉強度有一定的近似關(guān)系。

    7.洛氏硬度直接在表盤上顯示、也可以數(shù)字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產(chǎn)中。

    布氏硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑，然后查表或計算，操作較繁瑣。

    8.在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC≈10HB。

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——責(zé)任編輯：濟南鴻慷機電設(shè)備公司01銷售顧問

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