洛氏硬度检测

一、‌定义与测试原理‌

洛氏硬度检测是通过测量压头在材料表面形成的残余压痕深度来评估材料硬度的试验方法。

核心原理分为两步：

‌初试验力施加‌：采用金刚石圆锥体（顶角120°）或钢球压头（直径1.5875mm~12.7mm）施加轻负荷（初试验力），稳定试样表面；

‌总试验力加载与卸载‌：在初试验力基础上叠加主试验力形成总载荷，保持一定时间后卸除主载荷，保留初试验力测量压痕深度差（残余压入深度）计算硬度值。

‌硬度值公式‌：硬度值由压痕深度增量确定，残余压痕越深，硬度值越低。

二、‌测试流程与设备‌

试样准备

表面需平整、无油污及氧化层，厚度需满足压痕深度要求（如薄工件需控制载荷）；

试样支撑面与测试面平行，避免倾斜导致数据偏差。

‌测试设备‌

‌压头类型‌：金刚石圆锥体（用于高硬度材料）或钢球（用于较软材料如退火钢、有色金属）；

‌载荷范围‌：主试验力可选60kg、100kg、150kg，对应不同标尺（如HRA、HRB、HRC）。

‌操作步骤‌

① 选择合适标尺（如HRC用于淬火钢）；

② 施加初试验力并归零；

③ 加载总试验力并保持10~15秒；

④ 卸除主试验力，读取残余压痕深度对应的硬度值。

三、‌应用与标尺选择‌

‌标尺类型‌ ‌  压头类型‌ ‌        试验力范围‌ ‌          适用材料‌ ‌                         硬度范围‌

HRA    金刚石圆锥（120°） 60kg       硬质合金、薄硬材料               60~85 HRA

HRB    1.5875mm钢球        100kg     退火钢、铜合金、铝合金         25~100 HRB

HRC    金刚石圆锥（120°） 150kg     淬火钢、工具钢等高硬度材料  20~70 HRC

四、‌优缺点分析‌

‌优点‌：

操作简便，可直接从硬度计表盘读取数值，无需二次计算；

压痕较小，适用于成品或薄件检测（如厚度≥0.8mm的钢板）。

‌缺点‌：

精度受试样表面粗糙度影响较大，需多次测量取平均值；

不同标尺的硬度值不可直接比较（如HRB与HRC无换算关系）。

五、‌注意事项‌

‌环境控制‌：测试温度应保持在20±5℃，避免热膨胀影响压痕深度；

‌压头维护‌：定期检查金刚石压头磨损情况，防止因压头钝化导致数据偏差；

‌载荷校准‌：按ASTM E18或GB/T 230.1标准校准载荷机构，确保试验力精度。

洛氏硬度检测以其高效性和广泛适用性，成为金属加工、热处理质量控制的核心手段。