航空材料力学性能检测方法及标准

将压头按图6-4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6-4），用式（6-5）计算洛氏硬度值。

洛氏硬度=N-h/S （6-5）

式中 h——卸除主试验力F₁在初试验力F₀下压痕残留的深度；

N——给定标尺的硬度数；

S——给定标尺的单位（0.002mm为一个洛氏硬度单位，0.001mm为一个表面洛氏硬度单位）。

图6-4 洛氏硬度试验原理

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后的弹性回复深度 4—压痕残留的深度h 5—试样表面 6—测量基准面 7—压头位置

表6-4 符号及名称

洛氏硬度是以压痕深度h作为计量硬度值的指标。在同一硬度标尺下，金属越硬则压痕深度越小，越软则h越大，如果直接以h的大小作为指标，则出现硬金属的h值小，从而硬度值小，软金属的h值大，从而硬度值大的现象，这和人们的习惯不一致。为此，只能采取一个不得已的措施，即用选定的常数减去所得h值，以其差值来表示洛氏硬度值。此常数N规定为0.2mm（对HRA、HRC、HRD标尺）和0.26mm（对HRB、HRF、HRG等标尺），此外在读数上再规定0.002mm为一度，这样前一常数为100度（在试验机表盘上为100格），后一常数为130度（在表盘上再加30格，为130格）。因此

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式中 h——残余压痕深度（mm）。

由式（6-6）和式（6-7）可知，当压痕深度h=0时，HRC=100或HRB=130；当h=0.2mm时，HRC=0或HRB=30。由此不难理解，为什么HRC所测定硬度值的有效范围为20～70，HRB的有效范围为20～100，因为在上述有效范围以外，不是压头压入过浅，就是压头压入过深，都将使测得的硬度值不准确。

洛氏硬度所加负荷根据被试金属本身软硬不等做不同的规定，随不同压头和所加相应不同负荷的搭配出现了各种的洛氏硬度标尺，见表6-5。

表6-5 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。

洛氏硬度的表示方法：洛氏硬度值是用代表压头和所施加力的标尺符号来表示的，硬度值后面是符号HR和标尺符号。当使用球形压头时，标尺符号后面加字母“W”表示使用的是碳化钨球，或者加字母“S”表示使用的是钢球。

例如：64HRC表示在洛氏C标尺上，洛氏硬度值是64；81HR30N表示在表面洛氏30N标尺上，表面洛氏硬度值是81；72HRBW表示用碳化钨球形压头，在洛氏B标尺上测量的洛氏硬度值为72。