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- 洛氏硬度
- 簡便、迅速的硬度測試方法
洛氏硬度
洛氏硬度
洛氏硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值的指標，以0.002毫米作為一個硬度單位。在洛氏硬度試驗中採用不同的壓頭和不同的試驗力，會產生不同的組合，對應於洛氏硬度不同的標尺。常用的有3個標尺，其應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。
洛氏硬度（HR）測試，當被測樣品過小或者布氏硬度（HB）大於450時，就改用洛氏硬度計量。試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐體或直徑為1.5875mm/3.175mm/ 6.35mm/12.7mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。最常用的三種標尺為A、B、C，即HRA、HRB、HRC，要根據實驗材料硬度的不同，選用不同硬度範圍的標尺來表示：
HRA是採用60Kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度，用於硬度較高的材料。例如：鋼材薄板、硬質合金。
HRB 是採用100Kg載荷和直徑1.5875mm淬硬的鋼球求得的硬度，用於硬度較低的材料。例如：軟鋼、有色金屬、退火鋼等。
HRC 是採用150Kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度，用於硬度較高的材料。例如：淬火鋼、鑄鐵等。
洛氏硬度試驗採用三種試驗力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應於洛氏硬度的9個標尺：HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH和HRK。這9個標尺的應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。HRA 60kg載荷金剛石錐壓入器；HRB 100kg載荷1/16"直徑鋼球壓頭；HRC 150kg載荷金剛石錐壓入器；最常用標尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標尺用於測試淬火鋼、回火鋼、調質鋼和部分不鏽鋼。這是金屬加工行業應用最多的硬度試驗方法。HRB標尺用於測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不鏽鋼及較硬的銅合金。HRF標尺用於測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標尺儘管也可用於大多數黑色金屬，但是實際應用上一般只限於測試硬質合金和薄硬鋼帶材料。
表面洛氏硬度試驗採用三種試驗力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應於表面洛氏硬度的6個標尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充，在採用洛氏硬度試驗時，當遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時，就應改用表面洛氏硬度試驗。這時採用與洛氏硬度試驗相同的壓頭，採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果。表面洛氏硬度的N標尺適用於類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料；T標尺適用於類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。
有一些標尺（如含N、T、W、X、Y的標尺）是對洛氏硬度試驗的補充，由表面洛氏硬度試驗得出。因為在採用洛氏硬度試驗時，當遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層等情況時，就應改用表面洛氏硬度試驗。
之所以分出這麼多種標尺，是因為在標尺的使用中，越靠近上下限就越不準。
HRC標尺的使用範圍是20~70HRC，當硬度值小於20HRC時，因為壓頭的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時應改用HRB標尺。儘管HRC標尺的上限值為70HRC，但是當試樣硬度大於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，所以在測量偏HRC標尺上限的硬度時，應使用HRA標尺，因為HRA的上限範圍同HRC相當，但試驗力要小很多。
HRA標尺的使用範圍是20-88HRA，由美國標準ASTM E140可以獲得以下換算關係： 27HRA≈30HRB；60HRA≈100HRB≈20HRC；85.6HRA≈68HRC；可見，在同等數值的情況下，對應標尺的硬度由高到低為C、A、B，但HRA標尺的測試範圍廣，基本包含了HRB和HRC，涵蓋了從軟鋼（HRB）、硬鋼（HRC）到硬質合金的硬度範圍。但事實上，HRA標尺很少用於測試軟鋼，主要用於測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質合金。在硬質合金方面，由於技術進步，有些材料硬度已達到93-94HRA，材料硬度超出HRA的測量範圍上限已成為慣例。依借於HRA標尺測試範圍廣的特性，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標尺試測一下，當硬度值小於60HRA時可改用HRB標尺，當硬度值大於60HRA時可改用HRC標尺。
HRB標尺的使用範圍是20~100HRB，當硬度值低於20HRB時，由於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，測試值準確度降低，此時應改用HRF標尺。當硬度值大於100HRB時，因為鋼球壓入深度過淺，靈敏度降低，精度下降，此時應改用HRC標尺。在使用HRB標尺測試鋼試樣時，一個特別值得注意的地方是：當預先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時，決不可使用HRB標尺做測試，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。遇到這種情況時應先用金剛石壓頭，用HRA標尺測試一下，再決定是用HRB還是用HRC。
HRF標尺的使用範圍是60~100HRF。HRF標尺是國外使用較多的一個標尺，它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在中國，也存在標準硬度塊短缺的問題，它的應用也受到了限制。
鋼材的硬度：金屬硬度(Hardness）的代號為H。
●常規表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。
●HB應用範圍較廣，一般用於材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。HRC適用於表面高硬度材料。HRC適用範圍HRC 20－67，相當於HB225－650。兩者的原理區別在於：布氏硬度以壓痕直徑來衡量硬度，而洛氏硬度（HR）以壓痕深度來衡量硬度。洛式硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數點求平均值，適用成品和薄片，歸於無損檢測一類。布式硬度壓痕較大，測量值准，不適用成品和薄片，一般不歸於無損檢測一類。
●HV-適用於顯微鏡分析。維氏硬度（HV）以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的載荷除以表面積，即為維氏硬度值（HV）。
●HL手提式硬度計，測量方便，利用衝擊球頭衝擊硬度表面后，產生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與衝擊速度的比值計算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回彈速度）/ VA（衝擊速度），所以撞擊響聲以通透為好。
●最常用的攜帶型里氏硬度計用里氏（HL）測量后可以轉化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度。
洛氏硬度計和表面洛氏硬度計的標尺（即不同的壓頭和試驗力組合）通常按材料種類、試樣厚度和硬度範圍三方面的因素來選擇，具體選擇方法敘述如下：
按材料種類選擇
A標尺多用於測量碳化鎢、硬質合金、表面硬化零件等等的硬度；
B標尺多用於測量有色金屬、合金及退火鋼等低硬度的零件的硬度；
C標尺多用於測量碳鋼、工具鋼及合金鋼等經淬火、回火處理的試樣的硬度。
按材料選擇並不是一種嚴格的做法。因為每一種材料隨著其所採用的不同的熱處理工藝，其最終硬度不可能相同，因此所適應的硬度標尺也不會相同。
| Scale | Indenter | Preliminary force P(N) | Total force F(N) |
| HRA | Diamond cone | 98.07 | 588.4 |
| HRB | Ball 1.5875 mm dia. | 98.07 | 980.7 |
| HRC | Diamond cone | 98.07 | 1471 |
| HRD | Diamond cone | 98.07 | 980.7 |
| HRE | Ball 3.175 mm dia. | 98.07 | 980.7 |
| HRF | Ball 1.5875 mm dia. | 98.07 | 588.4 |
| HRG | Ball 1.5875 mm dia. | 98.07 | 1471 |
| HRH | Ball 3.175 mm dia. | 98.07 | 588.4 |
| HRK | Ball 3.175 mm dia. | 98.07 | 1471 |
| HRL | Ball 6.350 mm dia. | 98.07 | 588.4 |
| HRM | Ball 6.350 mm dia. | 98.07 | 980.7 |
| HRP | Ball 6.350 mm dia. | 98.07 | 1471 |
| HRR | Ball 12.70 mm dia. | 98.07 | 588.4 |
| HRS | Ball 12.70 mm dia. | 98.07 | 980.7 |
| HRV | Ball 12.70 mm dia. | 98.07 | 1471 |
| HR15N | Diamond cone | 29.42 | 147.1 |
| HR30N | Diamond cone | 29.42 | 294.2 |
| HR45N | Diamond cone | 29.42 | 441.3 |
| HR15T | Ball 1.5875 mm dia. | 29.42 | 147.1 |
| HR30T | Ball 1.5875 mm dia. | 29.42 | 294.2 |
| HR45T | Ball 1.5875 mm dia. | 29.42 | 441.3 |
| HR15W | Ball 3.175 mm dia. | 29.42 | 147.1 |
| HR30W | Ball 3.175 mm dia. | 29.42 | 294.2 |
| HR45W | Ball 3.175 mm dia. | 29.42 | 441.3 |
| HR15X | Ball 6.350 mm dia. | 29.42 | 147.1 |
| HR30X | Ball 6.350 mm dia. | 29.42 | 294.2 |
| HR45X | Ball 6.350 mm dia. | 29.42 | 441.3 |
| HR15Y | Ball 12.70 mm dia. | 29.42 | 147.1 |
| HR30Y | Ball 12.70 mm dia. | 29.42 | 294.2 |
| HR45Y | Ball 12.70 mm dia. | 29.42 | 441.3 |
按樣品的硬度範圍選擇
1：樣品硬度與材料成分及熱處理工藝的關係：在相同的熱處理工藝下，材料的含碳量越高，材料的硬度也越高。對應於相同的材料，由工藝引起的硬度高低是：淬火、正火、退火。
2：各種洛氏硬度標尺的適應範圍。每種洛氏硬度標尺都有一個可用範圍，這一點很容易從硬度計刻度盤上的分度來確定。
不同洛氏硬度標尺（不包括表面洛氏硬度標尺）的使用範圍如下：
| 標尺 | 使用範圍 | 硬度符號 |
| A | 20-88HRA | HRA |
| B | 20-100HRB | HRB |
| C | 20-70HRC | HRC |
| D | 40-77HRD | HRD |
| E | 70-100HRE | HRE |
| F | 60-100HRF | HRF |
| G | 30-94HRG | HRG |
| H | 80-100HRH | HRH |
| K | 40-100HRK | HRK |
按厚度或硬化層深度
洛氏硬度試驗對樣品試樣有要求，其厚度不能小於殘餘壓痕深度的10倍，試樣背面不能出現明顯的變形痕迹。由此樣品的厚度決定了載荷的選擇，載荷必須保證其所引起的變形小於樣品的最小厚度。對於每一種硬度試驗，都存在最小可測量厚度。
基本信息
- 中文名
- 洛氏硬度
- 外文名
- ROCKWELL
- 材料
- 金屬材
- 分類
- HRB 、HRA ,HRC
- 性質
- 技術