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 | 42～86HR30N | ||
45N | HR45N | 411.9 | 441.3 | 20～77HR45N | ||
15T | HR15T | Φ1.588mm球 | 29.42 | 117.7 | 147.1 | 67～93HR15T |
30T | HR30T | 264.8 | 294.2 | 29～82HR30T | ||
45T | HR45T | 411.9 | 441.3 | 1～72HR45T |
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：
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。