1、洛氏硬度試驗(yàn)的意義
洛氏硬度試驗(yàn)是一種根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的缺口硬度測試。它的全世界范圍的采用則是由于其試驗(yàn)方法提供了許多優(yōu)勢。這種測試是快速的,廉價(jià)的,并相對無破壞性的,僅僅是應(yīng)用在材料上的小缺口上。在洛氏硬度機(jī)器上的簡單的操作性也提供了更多的優(yōu)點(diǎn),洛氏硬度試驗(yàn)通常不要求非常熟練的操作員。為了與其他材料特性相關(guān),洛氏硬度試驗(yàn)還能夠給出金屬材料的一些重要信息抗張硬度,抗磨力和延展性。這種試驗(yàn)通常對于原料的挑選,工藝和質(zhì)量控制,以及民用產(chǎn)品的驗(yàn)收測試很有益處。因此,在今天的生產(chǎn)設(shè)施中,幾乎每種試驗(yàn)環(huán)境中都可以找到洛氏硬度機(jī)器的使用,從某些生產(chǎn)設(shè)備的熱、油滑環(huán)境,到環(huán)境可控的冶金相學(xué)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。
2、洛氏硬度壓痕試驗(yàn)原理
洛氏硬度試驗(yàn)是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗(yàn)之一,其他的作為樣例布式硬度試驗(yàn)。大多數(shù)壓痕硬度試驗(yàn)是測量當(dāng)實(shí)驗(yàn)中的原料被一種特殊的硬度試驗(yàn)壓頭穿透時(shí)的變形的。在洛氏硬度試驗(yàn)的情況下,將在硬度試驗(yàn)壓頭上以指定的速率、和指定的停留時(shí)間來應(yīng)用兩種級別的壓力,如洛氏硬度C標(biāo)度(HRC)試驗(yàn)的圖1所示。不象布氏硬度和維氏硬度試驗(yàn),其中壓痕的大小的測量是跟隨壓痕過程的,原料的洛氏硬度是建立在測試循環(huán)中的兩個(gè)特殊時(shí)期壓頭的深度差異的基礎(chǔ)上的,如圖1的X標(biāo)記處所示。因?yàn)橛捕戎凳且蕾囉谠囼?yàn)方法的定義,沒有其他可供選擇的方法測量系統(tǒng)直接或間接地測試洛氏硬度,也沒有固有的人工因素來參考。
通常的洛氏硬度試驗(yàn)程序是相同的,不管洛氏硬度標(biāo)記或正在使用的壓頭。壓頭被接觸到試驗(yàn)用到的材料,以及壓頭上應(yīng)用一種預(yù)備的壓力(正常下參考最小負(fù)載)。這種初始壓力通常在一定的停留時(shí)間內(nèi)是一個(gè)常數(shù),持續(xù)到壓頭的深度被測量之后。測量完后,將加上一個(gè)額外的壓力量,并以一定的速率增加外力直到達(dá)到所要求的合力(參考基本負(fù)載)。合力保持一段時(shí)間的常量,直到額外的力被移開,返回到初始壓力的水平下。保持一段初始壓力車輛后,壓痕的深度被第二次測量,隨后移開從試驗(yàn)材料上移開壓頭。測量得到的第一次和第二次壓痕深度的差異h(見圖1),利用h然后來計(jì)算洛氏硬度值。
對于許多舊的洛氏硬度機(jī)器模型來說,操作員必須多數(shù)用手來操作或所有的試驗(yàn)程序的步驟。而今天許多新的機(jī)器能自動地執(zhí)行整個(gè)洛氏試驗(yàn)。
3、洛氏硬度標(biāo)度
許多生產(chǎn)產(chǎn)品由不同類型的不同硬度的金屬和合金組成。為了調(diào)節(jié)這些不同產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn),開發(fā)了幾種不同的壓頭與一定標(biāo)準(zhǔn)范圍的力能級共同使用以滿足試驗(yàn)要求。每種壓頭類型的合并和外力級別已經(jīng)被指明作為一種獨(dú)特的洛氏硬度標(biāo)度。ASTM(美中試驗(yàn)材料協(xié)會)定義了三十個(gè)不同洛氏硬度標(biāo)度,如表1所示。洛氏硬度標(biāo)度被分成兩類:規(guī)則的洛氏標(biāo)度和表面洛氏標(biāo)度。兩種試驗(yàn)范疇使用同一類型的壓頭。規(guī)則的洛氏標(biāo)度使用重力級別。對于這些標(biāo)度,初始壓力級是98.07 牛頓(N) (10 kgf),和標(biāo)準(zhǔn)合力級可能是588.4N(60kgf),980.7 N (100 kgf) or 1471 N (150 kgf)。表面洛氏標(biāo)度使用較輕的壓力級,典型地為在稀薄的原料上的應(yīng)用。對于表面洛氏標(biāo)度來說,初始壓力級是29.42 N (3 kgf),標(biāo)準(zhǔn)合力級別可以是147.1 N (15 kgf), 294.2 N (30 kgf) 或 441.3 N (45 kgf)。表1給出了不同洛氏標(biāo)度由ASTM(美中試驗(yàn)材料協(xié)會)推薦的典型應(yīng)用。
4、洛氏硬度值
洛氏硬度測量將得到洛氏硬度值,這個(gè)值沒有單位。洛氏硬度值是在當(dāng)保持初始試驗(yàn)力的情況下,通過技術(shù)應(yīng)用合力前后壓痕深度的差異而得到的。壓痕深度的差異記為h,如上面所描述的。洛氏硬度值的技術(shù)是依賴于壓痕類型和所應(yīng)用的各級壓力的特殊合并而得到的。