试验内容和结果表示方法优化方案

1.试验要求

1）试验一般在10～35℃的温度下进行。对于温度要求严格的试验，温度应控制在23℃±5℃。洛氏硬度试验应选择在较小的温度变化范围内进行，温度的变化可能会对试验结果有影响，试样和硬度计的温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会影响试验结果。

图3-2 手动洛氏硬度计

2）试验过程中，硬度计应避免受到冲击和振动。

3）每个试样上的试验点数不少于4点，第1点不计。

4）在大量试验前或距前一试验超过24h，以及压头或支承台移动或重新安装后，均应进行检定，上述调整后的第1次试验结果不作为正式数据。

2.试验原理

将压头（金刚石圆锥、硬质合金球）按图3-3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F₁，测量在初试验力F₀下的残余压痕深度h。根据h值及常数N和S，用下式计算洛氏硬度：

式中 N——给定标尺的硬度数，对于A、C、D、N和T标尺，N取100，对于B、E、F、G、H和K标尺，N取130；

h——残余压痕深度，单位为mm；

S——给定标尺的单位，对于A、B、C、D、E、F、G、H和K标尺，S取0.002，对于N和T标尺，S取0.001。

3.洛氏硬度标尺

洛氏硬度标尺见表3-2。

图3-3 洛氏硬度试验原理图

1—在初试验力F₀下的压入深度 2—由主试验力F₁引起的压入深度 3—卸除主试验力F₁后弹性回复深度 4—残余压入深度h 5—试样表面 6—测量基准面 7—压头位置

4.洛氏硬度的表示方法

1）A、C和D标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR、使用的标尺字母表示，如56HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度值为56。

2）B、E、F、G、H和K标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR、使用的标尺和球压头代号（硬质合金球为W，钢球压头为S）表示，如62HRBW表示用硬质合金球压头在B标尺上测得的洛氏硬度值为62。

3）N标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号HR、试验力数值（总试验力）和使用的标尺表示，如60HR30N表示用总试验力为294.2N的30N标尺测得的表面洛氏硬度值为60。

表3-2 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。

4）T标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号HR、试验力数值（总试验力）、使用的标尺和压头代号表示，如35HR30TW表示用硬质合金球压头在总试验力为294.2N的30T标尺测得的表面洛氏硬度值为35。

5.试验程序

1）试样应平稳地放在刚性支承物上，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/T 230.2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。应对圆柱形试样做适当支承，例如放置在洛氏硬度值不低于60HRC的带有V形槽的试样台上。尤其应注意，保证压头、试样、V形槽与硬度计支座中心对中。

2）使压头与试样表面接触，无冲击和振动地施加初试验力F₀，初试验力保持时间不应超过3s。对于电子控制的硬度计，施加初试验力的时间（t_a）的1/2和初试验力保持时间（t_pm）之和满足下式：

式中 t_p——初试验力施加总时间，单位为s；

t_a——初试验力施加时间，单位为s；

t_pm——初试验力保持时间，单位为s。

3）无冲击和振动地将测量装置调整至基准位置，从初试验力F₀施加至总试验力F的时间应不小于1s且不大于8s。一般情况下，对于硬度约为60HRC的试样，从F₀至F的时间为2～3s。对于硬度约为78HR30N的试样，建议加力时间为1～1.5s。

4）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F₀，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。在这种情况下，实际施加试验力的时间应在试验结果中注明（例如：65HRFW，10s）。

5）洛氏硬度值用公式洛氏硬度=由残余压痕深度h计算出，通常从测量装置中直接读数。(www.xing528.com)

6）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，并且应不小于1mm。

6.洛氏硬度的修正

1）在凸圆柱面上试验时，用金刚石圆锥压头试验（A、C和D标尺）的洛氏硬度修正值见表3-3，用1.5875mm球压头试验（B、F和G标尺）的洛氏硬度修正值见表3-4，表面洛氏硬度试验（N标尺）洛氏硬度修正值见表3-5，表面洛氏硬度试验（T标尺）洛氏硬度修正值见表3-6。

表3-3 用金刚石圆锥压头试验（A、C和D标尺）的洛氏硬度修正值

注：大于3HRA、3HRC和3HRD的修正值太大，不在表中规定。

表3-4 用1.5875mm球压头试验（B、F和G标尺）的洛氏硬度修正值

注：大于5HRB、5HRF和5HRG的修正值太大，不在表中规定。

表3-5 表面洛氏硬度试验（N标尺）洛氏硬度修正值

注：1.修正值仅为近似值，代表从表中给出曲面上实测平均值，精确至0.5个表面洛氏硬度单位。

2.圆柱面的试验结果受主轴及V形试台与压头同轴度、试样表面粗糙度及圆柱面平直度综合影响。

3.对表中其他半径的修正值，可用线性内插法求得。

4.括号中的修正值，经协商后方可使用。

表3-6 表面洛氏硬度试验（T标尺）洛氏硬度修正值

注：1.修正值仅为近似值，代表从表中给出曲面上实测平均值，精确至0.5个表面洛氏硬度单位。

2.圆柱面的试验结果受主轴及V形试台与压头同轴度、试样表面粗糙度及圆柱面平直度综合影响。

3.对表中其他半径的修正值，可用线性内插法求得。

4.括号中的修正值，经协商后方可使用。

2）在凸球面上试验的洛氏硬度修正

在凸球面上试验的洛氏硬度修正值按下式计算：

式中 ΔH——洛氏硬度修正值；

H——洛氏硬度值；

d——球直径，单位为mm。

在凸球面上试验的洛氏硬度修正值见表3-7。

表3-7 在凸球面上试验的洛氏硬度修正值

7.薄产品HR30Tm和HR15Tm试验规范

该试验与GB/T 230.1中规定的HR30T或HR15T试验条件相似，但经协议允许在试样背面出现变形痕迹（这在HRT试验中不允许）。

该试验可用于厚度小于0.6mm至产品标准中给出的最小厚度的产品。可对硬度在80HR30T（相当于90HR15T）以下的薄件进行试验。产品标准规定HR30Tm或HR15Tm硬度时，可按此方法试验。

除应满足常规洛氏试验要求外，还应满足以下要求：

（1）试样支座 试样支座应使用直径为4.5mm的金刚石平板。支座面应与压头轴线垂直，支座轴线应与主轴同轴，并能稳固精确地安装于硬度计试样台上。

（2）试样制备 如果有必要减薄试样，要对试样上下两面进行加工，加工中应避免如发热或冷变形等对金属基体性能的影响。基体金属不应薄于最小允许厚度。

（3）压痕距离 如果无其他规定，两相邻压痕中心间距离或任一压痕中心距试样边缘距离不小于5mm。

8.试验结果数值的修约

按GB/T 8170进行修约，修约至0.5HR。