表面洛氏硬度計檢測方法

表面洛氏硬度計檢測方法


        表面洛氏硬度檢測法是洛氏硬度檢測法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的檢測原理完全相同。由于普通洛氏硬度檢測力較大,不宜于測量較薄或經(jīng)表面熱處理以及化學熱處理后試樣的表面硬度,于是,利用洛氏檢測法的原理,將初檢測力由一般洛氏所用的98.07N力改為29.42N,將總檢測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,僅圓錐角△α規(guī)定為±20’。

1. 原理

        在初始檢測力F0及主檢測力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)定保持時間后,卸除主檢測力,用測量殘余深度增量計算硬度值。

2. 符號計算公式

        表面洛氏硬度檢測及計算公式所用符號及其含義請見下表

表面洛氏

硬度標尺

表面洛氏

硬度符號

壓頭類型

初始檢測力F0/N

主檢測力F1/N

總檢測力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

4286HR30N

45N

HR45N

411.9

441.3

2077HR45N

15T

HR15T

Φ1.588mm

29.42

117.7

147.1

6793HR15T

30T

HR30T

264.8

294.2

2982HR30T

45T

HR45T

411.9

441.3

172HR45T

        計算公式:

        根據(jù)表面洛氏定義為在去除主檢測力F1后,在初檢測力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(洛氏中用鋼球標尺是130)。表面洛氏硬度計算公式為:

        球壓頭  HR15T(30T、45T)=100-h/0.001

        金剛石壓頭  HR15N(30N、45N)=100-h/0.001

3. 檢測過程及示意圖

        1)檢測過程示意圖如下:

表面洛氏壓頭試驗示圖.jpg

        2)檢測過程

        上圖中1位表示檢測臺上升,試樣表面接觸壓頭后繼續(xù)上升,光學洛氏硬度計投影屏上刻度向上移動至刻線指到100為止。此時,初始檢測力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這一基準線位置開始計算的。

        2位置表示加上主檢測力F1后,壓頭從基準線開始進一步壓入試樣,此時壓入深度決定于試樣的硬軟。光學洛氏硬度計投影屏上刻度向下移動至某一位置,反映在總檢測力作用下的壓入深度,從圖上看出其壓入深度為h1

        3位表示卸除主檢測力F1后,在保留初檢測力F0情況下,壓頭由于被檢測材料的彈性回復向上稍推起壓頭,推起的高度決定于該種金屬材料彈性回復能力的大小。在光學投影屏上刻度向上移動少許。此時壓入深度為h,可直接從光學投影屏上讀出所用標尺硬度值HR。

4. 應(yīng)用范圍及標尺選用

        表面洛氏由于檢測方法較簡便,儀器結(jié)構(gòu)簡單、價廉,對于大量產(chǎn)品檢測或缺少小檢測力維氏硬度計條件下,常用于薄材、各種強化層以及化學熱處理表面層的硬度測定。特別是在鍍鋅、鍍錫、鍍鉻等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。這些部門的產(chǎn)品標準中就有采用表面洛氏硬度檢測法的規(guī)定。

        壓頭與檢測力,應(yīng)在檢測過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尺:

標尺

壓頭

允許使用范圍

常用測量范圍

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標尺適用于類似洛氏標尺C、A和D檢測的材料,但它只適用于薄小試樣和淺硬化深度的試樣。

        T標尺用于類似洛氏標尺B、F和G檢測的材料,但它只適用于薄小試樣和較軟且覆鍍層較淺的試樣。

        目前國內(nèi)在生產(chǎn)現(xiàn)場普通應(yīng)用的表面洛氏硬度計為沈陽天星試驗儀器生產(chǎn)的PHR系列表面洛氏硬度計,根據(jù)所測工件的大小不同可分為開口尺寸為25mm*25mm的PHR-1S型和PHR-1ST型,兩個型號的砧座有所區(qū)別PHR-1ST是用來檢測管材的洛氏硬度的適合用于管材內(nèi)徑小于4.8mm的管材;還有一種型號為開口尺寸50*50mm的PHR-2S型表面洛氏硬度計。天星表面洛氏硬度計是用于測試薄小的零件,例如馬口鐵、薄鋼板、銅帶、鋁帶、五金件、小型沖壓件等。


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