金屬材料洛氏硬度測試：條件、標(biāo)準(zhǔn)與全流程規(guī)范

洛氏硬度測試是通過壓入深度差表征金屬材料軟硬程度的靜態(tài)力學(xué)試驗，因其操作簡便、壓痕小、可直接讀數(shù)，成為金屬加工、熱處理及來料檢驗領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的硬度測試方法。以下系統(tǒng)梳理洛氏硬度測試的標(biāo)尺選擇、條件設(shè)定、操作規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

一、洛氏硬度測試原理

核心公式：

$$HR=N?\frac{h}{S}$$

• $h$：主載荷卸除后殘余壓痕深度增量（mm）

• $N$：常數(shù)（金剛石壓頭取100，球壓頭取130）

• $S$：標(biāo)尺系數(shù)（0.002mm）

本質(zhì)：測量壓頭在初載荷與主載荷作用下的殘余壓入深度差，深度越大，硬度越低。

二、洛氏硬度標(biāo)尺與測試條件選擇

洛氏硬度測試不是單一標(biāo)尺，而是根據(jù)材料類型、硬度范圍及試樣厚度選擇不同壓頭與載荷組合的家族化測試體系。

1. 常用標(biāo)尺（A、B、C）

2. 淺表標(biāo)尺（N/T系列）

適用于薄件、滲碳層、氮化層及小區(qū)域測試：

3. 重載標(biāo)尺（E、F、G）

三、測試條件核心要素

1. 試樣要求

厚度速查（HRC示例）：

• 預(yù)期硬度 60 HRC：最小厚度 0.4mm

• 預(yù)期硬度 40 HRC：最小厚度 0.8mm

• 預(yù)期硬度 20 HRC：最小厚度 1.2mm

2. 壓頭狀態(tài)

• 金剛石壓頭：圓錐角 120°±0.35°，頂端球面半徑 0.2mm，嚴(yán)禁用于鋼鐵硬質(zhì)夾雜

• 球壓頭：淬硬鋼球/硬質(zhì)合金球，磨損或扁形立即更換

• 校準(zhǔn)周期：每日標(biāo)準(zhǔn)硬度塊校驗

3. 加載控制

四、測試操作標(biāo)準(zhǔn)流程（SOP）

第1步：試樣準(zhǔn)備

• 切割/磨拋至表面平整、兩面平行

• 嚴(yán)禁熱處理層剝落、邊緣倒角

• 薄件采用專用夾具/鑲嵌

第2步：標(biāo)尺選擇

根據(jù)材料類型及預(yù)期硬度查表選定：

經(jīng)驗速配：

• 刀具/模具 → HRC

• 退火件/有色金屬 → HRB

• 硬質(zhì)合金/滲碳層 → HRA

• 薄層/小件 → HRN/HRT

第3步：硬度塊校驗

• 選用接近預(yù)期硬度的標(biāo)準(zhǔn)塊

• 3點均勻分布測試，平均值在標(biāo)準(zhǔn)塊標(biāo)定值±2HR內(nèi)

第4步：正式測試

1. 放置試樣，緊貼支撐面，不得翹曲

2. 施加初載荷 → 表盤調(diào)零

3. 施加主載荷 → 保持規(guī)定時間

4. 卸除主載荷 → 10s內(nèi)讀取硬度值

5. 相鄰壓痕中心距 ≥ 3倍壓痕直徑；距邊緣 ≥ 2.5倍壓痕直徑

第5步：數(shù)據(jù)修約

• HRC/HRA：0.5 HR（如 52.5 HRC）

• HRB：1.0 HR（如 85 HRB）

• 表面洛氏：0.5 HR（如 78.5 HR30N）

五、不同標(biāo)尺的典型應(yīng)用場景

六、常見問題與對策

七、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)對照

八、訊科檢測服務(wù)能力

訊科標(biāo)準(zhǔn)檢測中心材料力學(xué)實驗室

服務(wù)模式：

• 單件委托測試：按 GB/T 230.1 / ASTM E18 

• 批量抽檢驗證：來料/熱處理品控

• 硬度均勻性評估：截面梯度硬度分布

報告交付：中英文報告，含壓痕位置圖、實測值、平均值及判定結(jié)論。

如需委托金屬材料洛氏硬度測試，請?zhí)峁?/p>

• 材料牌號及熱處理狀態(tài)

• 試樣厚度及表面狀態(tài)

• 目標(biāo)標(biāo)尺（如 HRC、HRB）或預(yù)期硬度范圍