洛氏硬度实验

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1、实验三布氏、洛氏硬度实验 　　硬度实验是测量金属材料表面局部受到压入载荷作用时，产生局部塑性变形抗力指标。硬度试验简便易行，基本无损零件，因此，作为金属材料性能检测的主要手段，在生产和科研中得到十分广泛应用。一、硬度试验法　　1、实验目的　　了解布氏、洛氏硬度试验原理和应用范围　　掌握布氏、洛氏硬度试验计的基本构造和操作方法　2、实验原理　　⑴布氏硬度数值通过布氏硬度试验测定。布氏硬度试验是指用一定直径的球体（钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入被测材料或零件表面，经规定保持时间后卸除试验力，通过测量表

2、面压痕直径来计算硬度的一种压痕硬度试验方法。　　布氏硬度值是试验力除以压痕球形表面积所得的商。使用淬火钢球压头时用符号HBS，使用硬质合金球压头时用符号HBW，计算公式如下：　　HBS（HBW）=0.102　　　式中：F—试验力（N）；　　D—球体直径（mm）；　　d—压痕平均直径（mm）。　　由上式可以看出，当F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。所以在测定布氏硬度时，只要先测得压痕直径d，即可根据d值查有关表格得出HB值，并不需要进行上述计算。　　国家标准GB231-1984规定，在进行

3、布氏硬度试验时，首先应选择压头材料，布氏硬度值在450以下（如灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质处理的钢材等）时，应选用钢球作压头；当材料的布氏硬度值在450~650时，则应选用硬质合金球作压头。其次是根据被测材料种类和试样厚度，按照表1—1所示的布氏硬度试验规范正确地选择压头直径D、试验力F和保持时间t。　　布氏硬度习惯上只写出硬度值而不必注明单位，其标注方法是，符号HBS或HBW之前为硬度值，符号后面按以下顺序用数值表示试验条件：球体直径、试验力，试验力保持时间（10~15s不标注）例如：　　12

4、0HBS10/1000/30，表示直径10mm钢球在9.80KN（1000kgf）的试验力作用下，保持30s测得的布氏硬度值为120。　　500HBW5/750，表示用直径5mm的硬质合金球在7.35KN（750kgf）试验力作用下，保持10~15s测得的布氏硬度值为500。　　布氏硬度值的测量误差小，数据稳定，重复性强，常用于测量退火、正火、调质处理后的零件以及灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等毛坯或半成品零件的硬度。但因测量费时，压痕较大，不适宜测量成品零件或薄件。　　表1—1布氏硬度试验规范（

5、摘自GB231-1984）材料种类布氏硬度使用范围（HBS）球直径D/mm0.102F/D2试验力F/N试验力保持时间s注钢铸铁≥1401052.530294207355183910压痕中心距试样边缘距离不应小于压痕平均直径的2.5倍。两相邻压痕中心距离不应小于压痕平均直径的4倍试样厚度至少应为压痕深度的10倍。试验后，试样支撑面应无可见变形痕迹＜1401052.5109807245261310~15非铁金属材料≥1301052.53029420735518393035~1301052.51098072

6、45261330＜351052.52.5245261315360 　　⑵洛氏硬度　　洛氏硬度试验原理与方法　　洛氏硬度试验是在初始试验力F0及总试验力F1的先后作用下，将压头（金刚石圆锥或钢球）压入被测材料或零件表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量计算硬度值的一种压痕硬度试验方法。实际测定时，试件的洛氏硬度值由硬度计的表盘上直接读出，材料越硬，则表盘上示值越大。　　为了便于用洛氏硬度计测定从软到硬较大范围的材料硬度，根据被测试对象的不同，国家标准GB/T230-1991规定可采

7、用不同类型压头、试验力及硬度公式，组合成为不同的洛氏硬度标尺。现将常用的三种洛氏硬度标尺的硬度符号、试验规范列于表1—2，以供参考。　　表1—2常用洛氏硬度试验规范（摘自GB/T230-1991）洛氏硬度标尺硬度符号测量范围初试验力F0/N主试验力F1/N总试验力F/N压头类型应用举例AHRA20~8898.07490.3588.4金刚石圆锥硬质合金表面淬火层渗碳层等BHRB20~10098.07882.6980.71.5875mm钢球有色金属退火钢正火钢CHRC20~7098.0713731471金刚

8、石圆锥调质钢淬火钢等　　以上三种常用洛氏硬度中，以HRC应用最多，一般经过淬火处理的零件和工具都用他测试硬度。根据GB/T230-1991规定，洛氏硬度的标注方法为，硬度数值在前，硬度符号在后。因洛氏硬度是无名数，所以硬度符号之后一律不标单位。如50HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为50。必须注意的是，硬度值应在有效测量范围内（例如HRC为20~70）方为有效。HRC与HB的数值关系（当HBS＞220时）约为1﹕10。表面洛氏硬度　　由于