金属材料洛氏硬度试验原理、试样要求、实验步骤及报告介绍！

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硬度是指材料对压人塑性变形、划痕、磨损或切削等的抗力，是材料在一定条件下抵抗硬物压入其表面的能力。硬度试验是应用最广泛的力学性能试验，根据受力方式，可分为压人法和刻画法。在压人法中，按照加力速度不同又可分为静态力试验法和动态力试验法。通常所采用的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等均属于静态力试验法，肖氏硬度、里氏硬度和锤击布氏硬度等属于动态力试验法。今天【科准测控】小编就从金属材料洛氏硬度试验原理、试样要求、试验方法以及试验报告这几点来给大家介绍一下金属材料洛氏硬度试验怎么做？一起往下看吧！

金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。金属材料的硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。

为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。

试验设备

1、硬度计

硬度计应能按表1施加预定的试验力，并符合GB/T230.2的要求。

2、压头

金刚石圆锥压头锥角为120°，顶部曲率半径为0.2mm，并符合GB/T230.2的要求。硬质合金球压头的直径为1.5875mm或3.175mm，并符合GB/T230.2的要求。

3、测量系统

测量系统应符合GB/T230.2的规定。

注∶附录E给出了使用者对硬度计进行期间核查的方法。附录F也给出了关于金刚石压头的说明。

洛氏硬度计示意图

试验原理

将压头（金刚石圆锥、硬质合金球）按图1分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度h。

根据h值及常数N和S（见表2），用式（1）计算洛氏硬度（见图1）∶

图1 洛氏硬度试验原理图

表1 洛氏硬度标尺

注如果在产品标准或协议中有规定时，可以使用直径为6.350mm和12.70mm的球形压头。

①试验允许范围可延伸至94HRA。

②如果在产品标准或协议中有规定时，试验允许范围可延伸至10HRBW。

③如果压痕具有合适的尺寸，试验允许范围可延伸至10HRC。

④使用硬质合金球压头的标尺，硬度符号后面加 W使用钢球压头的标尺，硬度符号后面加S。

试样要求

1、除非产品或材料标准另有规定，试样表面应平坦光滑，并且不应有氧化皮及外来污物，尤其不应有油脂，试样的表面应能保证压痕深度的精确测量.建议试样表面粗糙度Ra不大于1.6μm。在做可能会与压头粘结的活性金属的硬度试验时，例如钛，可以使用某种合适的油性介质（例如煤油）。使用的介质应在试验报告中注明。

2、试样的制备应使受热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小。尤其对于残余压痕深度浅的试样应特别注意。

3、除了HR30Tm，试验后试样背面不应出现可见变形。HR30Tm的试验应按附录A进行。

附录B给出了洛氏硬度-试样最小厚度关系图。对于用金刚石圆锥压头进行的试验，试样或试验层厚度应不小于残余压痕深度的10倍；对于用球压头进行的试验，试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的15倍。除非可以证明使用较薄的试样对试验结果没有影响。

4、表C.1、表C.2、表C.3、表C.4和表D.1给出了在凸圆柱面和凸球面上试验时的洛氏硬度修正值。

未规定在凹面上试验的修正值，在凹面上试验时，应专门协商。

试验程序

1、试验一般在10/℃～第5℃室温下进行。洛氏硬度试验应选择在较小的温度变化范围内进行，因为温度的变化可能会对试验结果有影响。

注∶试样和硬度计的海度也可能会影响试验结果，因此试验人员应该确保试验温度不是影响试验结果。

2、试样应平稳触放在刚性支承物上，并使压头轴线与试样表面垂直，避免试样产生位移。如果使用固定装置，应与GB/T230.2的规定一致。

在大量试验前或距上次试验超过24h，以及移动和更换压头或载物台之后，应确定硬度计的压头和载物台安装正确。上述调整后的前两次试验结果应舍弃。

应对圆柱形试样作适当支承，例如放置在洛氏硬度值不低于60HRC的带有Ⅳ型槽的试台上。尤其应注意使压头、试样V型槽与硬度计支座中心对中。

3、使压头与试样表面接触，无冲击和振动地施加初试验力F。，初试验力保持时间不应超过3 s。

注∶对于电子控制的硬度计，施加初始试验力的时间（ta）的1/2和初始试验力保持时间（Tpm）之和常足公式（2）∶

4、无冲击和无振动或无摆动地将测量装置调整至基准位置，从初试验方F。施加至总试验力F的时间应不小于1s且不大于8s。

注∶一般情况下，对于约为60HRC的试样从F。至F的时间为2s～34。对于N和T标尺的硬度，约为78HR30N的试样建议加力时间为1s～1.5s。

5、总试验力F保持时间为4s±2s。然后卸除主试验力F1，保持初试验力F。，经短时间稳定后，进行读数。

对于压头持续压入而呈现过度塑性流变（压痕蠕变）的试样，应保持施加全部试验力。当产品标准中另有规定时，施加全部试验力的时间可以超过6s。这种情况下，实际施加试验力的时间应在试验结果中注明（例如，65HRFW，10s）。

6、洛氏硬度值用表2中给出的公式由残余压痕深度h计算出，通常从测量装置中直接读数，图1中说明了洛氏硬度值的求出过程。

7、试验过程中，硬度计应避免受到冲击或振动。

8、两相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的4倍，并且不应小于2mm。

任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕直径的2.5倍，并且不应小于1mm。

结果的不确定度

如需要，一次完整的不确定度评估宜依照测量不确定度表示指南JF1059进行。对于硬度试验，可能有以下两种评定测量不确定度的方法：

———基于在直接校准中对所有出现的相关不确定度分量的评估。

———基于用标准硬度块（有证标准物质）进行间接校准，测定指导参见附录G。

试验报告

试验报告应包括以下内容：

a） GB/T230的本部分编号；

b） 与试样有关的详细资料；

c） 不在10℃～35℃的试验温度；

d） 试验结果，洛氏硬度值应至少精确至0.5HR；

e）不在本部分规定之内的操作；

f） 影响试验结果的各种细节；

g） 如果施加全部试验力的时间超过6s，应注明准确施加试验力的时间。

没有普遍适用的方法将洛氏硬度值精确地换成其他硬度或抗拉强度，因此应避免这种换算，除非通过对比试验得到可比较的换算方法。

注：资料表明，某些材料可能对应变速率较敏感，应变速率的改变可能引起屈服应力值轻微变化，压痕形成的时间对硬度值的改变有相应影响。

综上所述就是小编给大家介绍的金属材料洛氏硬度试验方案了，包含实验原理、试样要求、试验方法以及试验报告了，介绍十分详细，希望能给大家带来帮助！如果您对金属材料性能测试、洛氏硬度计等还存在疑惑，欢迎给我们私信或留言，科准测控的技术团队也会免费为您解答疑惑！

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