洛氏硬度计说明书

一、概述

　　所谓硬度，就是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体压入其表面的阻力。

　　在金属材料的机械性能试验中，zui简单、更容易施行的乃是金属的硬度实验方法。由于这种试验具有生产效率高、操作简单、结构准确以及不致使事件遭受破坏，且在很多情况下可以完成其它机械性能试验方法所不能完成的工作。所以，硬度试验的方法已经广泛的应用在实验室和车间内。

金属硬度的测定方法很多，而洛氏硬度试验则是应用的方法。

本硬度计系根据洛氏硬度试验的原理进行设计的。

　　二、洛氏硬度试验原理

　　所谓洛氏硬度试验，是用特殊的压头（金刚石压头或钢球压头），在先后施加两个试验力（初试验力和总试验力）作用下压入金属表面来进行，总试验力F为初试验力F0及主试洛氏硬度值是施加总试验力F并卸除主试验力F1后，在初试验力F0继续作用下，由于主试验力F0所引起的残余压入深度值e来计算。

　　h0表示在初试验力F0作用下，压头压入被试材料的深度。h1表示在已施加总试验力F并卸除主试验力F1，但仍保留初试验力F0压头压入被试材料的深度。

深度差e=h1—h0即被用来表示被试材料硬度的高低。

　　在实际应用中，为了硬的材料得出的硬度值比软的材料得出的硬度值高，以符合一般的习惯，因而被试材料的硬度值尚须用公式加以适当的变换。

　　即：

　　HR=C/K-（h1-h0）

　　式中：K为一常数，其值在采用金刚石压头时为0.2；采用钢球压头时为0.26。

　　C为另一常数，代表指示器读数盘每一个刻度相当于压头压入被试材料的深度，其值为0.002毫米。

　　HR为标注洛氏硬度的符号。当采用金刚石压头及1471N（150公斤力）的总试验力试验时，在所得的硬度值后边应标注HRC；当采用金刚石压头及588.4N（60公斤力）总试验力实验时，应标注HRA；当采用钢球压头及980.7N（100公斤力）总试验力实验时，则应标注HRB。

　　在实际应用中，被试材料的硬度值可以从硬度计指示器上相应的刻度C或B直接读出，并不需要根据上述公式加以计算。

　　三、使用范围

　　实验时可按下表选择所用压头和试验力数值以及有效测量范围。

　　刻度

　　符号压头总试验力

　　N（公斤力）标注硬度的符号允许测量范围

　　C

　　B


　A￠1.588毫米钢球tgmk吧4

　　120°金刚石

　　120°金刚石1`65tf4edcnmjhbHRB

　　HRC

　　HRA30—100

　　20—70

　　＞70

　　压头与试验力zui广泛的几种组合如下：

　　A刻度：顶角为120°的圆锥体，金刚石压头，总试验力为588.4N（60公斤力）。用于测量较硬测量的硬度。

　　C刻度：顶角为120°的圆锥体金刚石压头，总试验力1471N（150公斤力）。用于测定经过热处理的钢制品的硬度。应用范围20—70HRC，若试样硬度低于20HRC，则金刚石压头压入试样较深，这样，由于压头的形状不正确所造成的误差增大，因而使测得的结果不够准确。若试样的硬度高于70HRC时，则金刚石压头压入事件的深度很浅，在压头将产生一个很大的压力，金刚石压头很可能因此损坏。

　　B刻度：直径为￠1.588毫米的钢球压头，总试验力为980.7N（100公斤力）。用于测定较软的或中等硬度的金属以及未经淬硬的钢制品。应用范围为20—100HRB，当试样硬度低于20HRB时，在多数情况下都开始出现蠕动现象，且钢球与试样的接触面积过大，所以测量结果就不准确了。当试样硬度高于100HRB时钢球可能变形，此外，由于钢球压入试样的深度太浅，硬度的测量也是不会准确的。

　　四、主要技术参数

　　1、初试验力………………………………………………………………98.07N（10公斤力）

　　2、总试验力（初试验力+主试验力）…………………………………………………………

………………………………………………588.4，9807，1471N（60，100，150公斤力）

　　3、压头规格...........（1）金刚石圆锥压头（HRC及HRA试验用）锥角a=120°，*圆角半径R=0.2毫米；（2）钢球压头（HRB实验用）钢球直径为￠1.588毫米

　　4、指示器刻度...........................................C:0-100;B:30-130。

　　5、允许zui大高度.......................................................400毫米。

　　6、压头中心至机壁zui大距离.............................................160毫米。

　　7、外型尺寸..................................................540X326X1025毫米。

　　8、净重...............................................................140公斤。

　　五、机构性能简述

　　本硬度计是加高洛氏硬度计，它允许试件高度由普通的170毫米增加到400毫米，它由机身、加荷机构，测量指示机构及试件支持机构等部分组成。机身为一封闭的壳体，除试台、丝杠、操纵手柄露出外，其它机构均装置在机身之封闭壳体内，因此外型美观，便于保持清洁。


　加荷机构由主轴、杠杆、刀刃、砝码、缓冲器、砝码变换机构、操作手柄组成。

　　初试验力主要由主轴、圆形刀子、长菱形刀子、大杠杆、小杠杆、顶杆等零件的重量以及指示器的测量压力等产生。其数值可用紧固在大杠杆上之调整块补偿调整。当试件与压头接触并继续上升，使杠杆处于水平位置时（指示器小指针对准小盘上的红点标记，大指针对准读数盘上标记C），由于杠杆等的重量及指示器的测量压力，压头即可受到一数值为98.07（10公斤力）的初试验力的作用。

　　总试验力由主试验力加上98.07N（10公斤力）的初试验力构成。在缓冲器、导向轴、梅花顶杆上设有两个砝码与吊环，当缓冲器的活塞下降时，导向轴、顶杆与吊环、砝码也随同一起下降、于是砝码与吊环的重量便作用在大杠杆上，使压头受到总试验力的作用。

　　在机身壁上装有一个砝码变换架。当转动变换手柄至不同位置时，则有两个砝码或者只有一个砝码，被托板托住或者全不托住。因而缓冲器的活塞、导向轴、梅花顶杆下降时，根据变换手柄的不同位置则有两个砝码，或者一个砝码，或者只有吊环随同下降。于是便得出所需的1471、980.7、588.4N（150、100、60公斤力）三种不同的总试验力。这个机构的设置使得总试验力的选择变换，显得十分简单容易。变换时只需将装于机身右侧的变换手柄简单的搬动一下就可以了。（变换手柄上的数值是以公斤力为单位的）

　　缓冲器的主要作用是为了使主试验力的施加能保持一定的速度，并避免冲击现象。调整缓冲器上的油针即可达到控制速度的目的。

　　在机身右侧手轮附近的手柄与缓冲器相连接，用来控制主试验力的施加和卸除。当手柄拉动时，缓冲器活塞随即下降。当吊环在下降过程中被装于大杠杆尾端之小刀子托住时，主试验力便通过大杠杆平稳的作用在压头上。而当手柄向后推回时，梅花顶杆即将砝码、吊环顶起，于是作用在压头的主试验力便被卸除。

　　测量指示机构由顶杆、小杠杆、调整板、连杆及指示器等零件组成。当升起试件施加初试验力时，由于压头被试件顶起，顶杆便顶起小杠杆，并经由接杆带动指示器的指针旋转，当小指针转到红点处，而大指针正好对正标记C及B处，此时压头被试件顶起0.6毫米，小杠杆及大杠杆处于水平位置，初试验力98.07N（10公斤力）业已加好。

　　试件支持机构包括试台，手轮，丝杠等零件，可使试件生起或下降。

　　六、硬度计的安装

　　1、硬度计应安放在干燥清洁和没有腐蚀性气体及无振动的房间里，安装硬度计的台子应坚实平稳，在台子上应做出被丝杠升降穿过的孔。

　　2、卸下包装运输时所用的夹持木块及垫块等。

　　3、用火油将出厂装箱时涂于丝杠，手轮等处以及试台上的浓油洗净。然后在丝杠上以及手轮与丝杠座接触处浇以少许干净的润滑油。一般情况下清洗时不可将丝杠抽出以免损坏机件或影响性能。

　　4、将大平试台装在丝杠上端，将硬度计调整水平至0.2/1000的范围内。

　　5、用不同的标准块或试件作试验（参阅使用操作方法的说明），观察主试验力的施加速度是否合适。若加荷速度太快或太慢时可将缓冲器的油针使当的旋入或旋出加以调整。

　　在施加主试验力时，如果指示器指针开始转到很快，然后才缓慢下来，并匀稳的转到时，说明可能缓冲器内的工作油液太少了，也可能是缓冲器活塞下部存有气体。在这种情况下可先将油针松开旋下，用油壶油针孔添入适量清洁的矿物油，直到将操纵手柄向后慢慢放到，活塞沉到底时有油从上面溢出为止（如有气泡则应使活塞缓慢地上升、下降数次，以使气体排除），用手将油针孔堵紧。
然后再搬回手柄将活塞提起，油针旋入，并重新检查和调整主试验力施加速度。

　　七、使用操作方法

　　1、试验前的准备工作：

　　①试件的准备：试件的厚度应大于10倍压痕的深度，被试的表面应平滑，没有深的刀纹或凹坑等。所有试验表面以及支持面上的油垢应擦净，有鳞皮则应用砂纸或砂轮磨掉，但不可使试件产生局部退火现象。

　　②挑选及换装试台：试台必须能保证试件可以稳妥地置放于其上，并使被试的表面与压头保持垂直。因此，如果用本硬度计所带的试台不能满足上述要求时，则必须根据试件的具体情况设计和制造特殊的试台。

　　本硬度计所带的V型试台供试验圆柱形式件之用。

　　③选择并变换总试验力，变换总试验力时，只须变换手柄转到需要的位置即可，但应注意变换试验力时，操纵手柄必须位于后极限位置，如果操纵手柄位于前倾斜位置，则不可搬动变换手柄。

　　④换装压头并消除压头与主轴端面的间隙：换装压头时卸下前一压头，装上新选择好的压头，并用螺钉顶住，然后将标准块或试件放置于试台上，旋转手轮使标准块或试件上升顶起压头0.6毫米。拉动手柄使主试验力加于压头上，然后将螺钉固紧，即可消除压头与主轴端面之间隙。

　　⑤检查及调整主试验力加荷速度：在1471N（150公斤力）试验力40～50HRC的硬度块，从指示器大指针开始移动到明显停止的时间为4～8秒。如果加荷速度太快或太慢时，可将缓冲器的油针旋入或旋出来调整。

　　2、试验程序：

　　①将试件放置于试台上，旋转手轮使试台慢慢升起，并顶起压头0.6毫米，指示器的小指针指在红点处，大指针指在C及B处（少差一些可转动读数盘调整对准）为止。

　　②指示器指针的位置对准后，即可拉动手柄，以使主试验力加于压头上。

　　③当指示器指针的转到显著地停顿下来后，即可将手柄推回，卸除主试验力。

　　④从指示器上相应的刻度读数。采用金刚石压头试验时，按读数盘外圈的黑字读数。当采用钢球压头试验时，按读数盘内圈的红字读数。

　　⑤反时针转动手轮，降下试台后，即可选择新的位置继续进行试验。

注：

　　①主试验力加好后，一般的不需要停留一段时间，如需要停留时，则停留时间尽量保持一致。特别是对于硬度低的试件，停留时间对于试验结果的影响很大，此点应加以注意。

　　②由于试件的硬度往往不可能*一致，因此对于每一试件，在不同的部位不少于3次的试验，以便能更可靠地反映其实际情况。

　　③试验时两个压痕中心之间的距离（或压痕中心至试件边缘的距离），不应小于3毫米。