洛氏硬度計(jì)標(biāo)尺的選擇

    洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應(yīng)于洛氏硬度的9個(gè)標(biāo)尺。這9個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。最常用標(biāo)尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標(biāo)尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗(yàn)方法。HRB標(biāo)尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標(biāo)尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實(shí)際應(yīng)用上一般只限于測試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。

    表面洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應(yīng)于表面洛氏硬度的6個(gè)標(biāo)尺。表面洛氏硬度試驗(yàn)是對洛氏硬度試驗(yàn)的一種補(bǔ)充，在采用洛氏硬度試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時(shí)，就應(yīng)改用表面洛氏硬度試驗(yàn)。這時(shí)采用與洛氏硬度試驗(yàn)相同的壓頭，采用只有洛氏硬度試驗(yàn)幾分之一大小的試驗(yàn)力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗(yàn)結(jié)果。表面洛氏硬度的N標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料；T標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。

    洛氏硬度計(jì)和表面洛氏硬度計(jì)的標(biāo)尺通常按材料種類、材料厚度和標(biāo)尺的刻度范圍三方面的因素來選擇，具體選擇方法敘述如下：

1、按材料種類選擇

     美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM E18給出了根據(jù)不同種類的材料，選擇洛氏硬度標(biāo)尺的參考表。如表一所示：

     事實(shí)上，所有黑色金屬材料均可利用洛氏硬度計(jì)測試其硬度，但有種材料除外，第一種是應(yīng)在顯微維氏硬度計(jì)上測試的極薄材料，另一種是應(yīng)采用布氏硬度計(jì)的粗晶?；蚪M織不均勻的材料。

1.1 淬火鋼和回火鋼

     淬火鋼和回火鋼的硬度試驗(yàn)主要采用HRC標(biāo)尺。如果材料較薄，不宜采用HRC標(biāo)尺時(shí)，可以改用HRA標(biāo)尺。如果材料更薄，可以采用表面洛氏硬度計(jì)HR15N、HR30N或HR45N標(biāo)尺。

1.2 表面硬化鋼

     在工業(yè)生產(chǎn)中，有時(shí)要求工件芯部具有良好的韌性，又要求其表面具有高的硬度和耐磨性，這時(shí)就要采用高頻淬火、化學(xué)滲碳、滲氮、碳氮共滲等工藝對工件進(jìn)行表面硬化處理，表面硬化層的厚度一般在0.幾~幾.mm。對于表面硬化層較厚的材料，可以采用HRC標(biāo)尺測試其硬度，對于中等厚度的表面硬化鋼，可采用HRD或HRA標(biāo)尺，對于薄的表面硬化層應(yīng)采用表面洛氏硬度HR15N、HR30N、HR45N標(biāo)尺。

1.3 退火鋼、正火鋼、軟鋼

     許多鋼鐵材料都是以退火狀態(tài)出廠的，一些冷軋鋼板還要以不同的退火程度來分級。各種退火鋼的硬度測試通常采用HRB標(biāo)尺，較軟較薄的板材有時(shí)也用HRF，薄板材應(yīng)采用HR15T、HR30T、HR45T標(biāo)尺。

1.4 不銹鋼

     不銹鋼材料通常是以退火、淬火、回火、固溶等狀態(tài)供貨的，國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了相應(yīng)的硬度上、下限值，硬度測試通常采用HRC或HRB標(biāo)尺。奧氏體、鐵素體不銹鋼采用HRB標(biāo)尺，馬氏體、沉淀硬化不銹鋼采用HRC標(biāo)尺，不銹鋼薄壁管、厚度為1~2mm以下的薄板材料應(yīng)采用N標(biāo)尺或T標(biāo)尺。

1.5 鍛鋼

     鍛鋼通常是采用布氏硬度試驗(yàn)，由于鍛鋼材料組織不夠均勻，而布氏硬度試驗(yàn)的壓痕較大。因此，布氏硬度試驗(yàn)?zāi)軌蚍从巢牧细鞑糠纸M織性能的綜合結(jié)果。

1.6 鑄鐵

     鑄鐵材料常常具有組織不均勻，晶粒粗大的特點(diǎn)，因此一般采用布氏硬度試驗(yàn)。洛氏硬度計(jì)可用于部分鑄鐵工件的硬度試驗(yàn)。凡是在細(xì)晶粒鑄件的小斷面上沒有足夠面積作布氏硬度試驗(yàn)的地方，常?？捎?span lang="EN-US">HRB或HRC標(biāo)尺測試硬度，但最好采用HRE或HRK標(biāo)尺，因?yàn)?span lang="EN-US">HRE和HRK標(biāo)尺采用3.175mm直徑的鋼球，它比1.588mm直徑鋼球能得到更好的平均讀數(shù)。硬的可鍛鑄鐵材料，通常采用HRC，如果材料不均勻，可測多個(gè)數(shù)據(jù)，取其平均值。

1.7 燒結(jié)碳化物（硬質(zhì)合金）

     硬質(zhì)合金材料的硬度測試通常只采用HRA標(biāo)尺。

1.8 粉末冶金材料

     粉末冶金工件的硬度測試可采用HRB、HRF、HRH或HR15T、HR30T標(biāo)尺，凡是可能的地方，應(yīng)盡量采用HRB標(biāo)尺，因?yàn)橐驯蛔C明它具有最佳的分辨能力。由于材料的多孔性，測得的硬度值被稱為“表觀硬度”。

1.9 銅及銅合金

     黃銅的硬度測試一般采用HRB或HRF標(biāo)尺。在測試黃銅板的質(zhì)量方面，洛氏硬度試驗(yàn)起著非常重要的作用。美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM B36述及“洛氏硬度試驗(yàn)是檢驗(yàn)各種回火黃銅是否符合拉伸強(qiáng)度或晶粒大小要求最快而方便的方法”。通常回火黃銅采用HRB標(biāo)尺，退火黃銅或紫銅采用HRF標(biāo)尺，薄板材或薄壁管材采用HR15T、HR30T、HR45T標(biāo)尺。各國銅材料標(biāo)準(zhǔn)中都給出了不同的合金材料、不同的退火或回火條件下的HRB、HRF或HR15T、HR30T、HR45T標(biāo)尺的上下限硬度值。

1.10 鋁及鋁合金

     硬質(zhì)鋁合金采用HRB，中等硬度的鋁合金采用HRE、HRF，軟的鋁合金或純鋁采用HRH。較薄的鋁板或薄壁鋁管采用HR15T、HR30T、HR45T。

1.11 鋅

     鋅板的硬度測試通常采用HRE和HRH，3.2mm以上的厚板用HRE，1.2mm~3.2mm的中板用HRH，薄板采用HR15T、HR30T、HR45T。

1.12 鈦

     鈦合金的硬度很高，通常采用HRA，因?yàn)榻饎偸外伣饘匍g存在親合性，它會縮短金剛石的壽命。因此測試后要求用細(xì)砂紙將附著在壓頭上的鈦金屬除掉，保持金剛石壓頭的清潔就可以延長壓頭的使用壽命。

2、按材料厚度選擇

     氏硬度試驗(yàn)要求試樣厚度的最小值：對于采用金剛石壓頭的各種標(biāo)尺，是殘余壓痕深度的10倍；對于采用球壓頭的各種標(biāo)尺，是殘余壓痕深度的15倍。標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)后試樣背面不可產(chǎn)生可見的變形痕跡。

     任何洛氏硬度試驗(yàn)的壓痕深度均可采用簡單的公式計(jì)算出來。但是實(shí)際上用不著這種計(jì)算，因?yàn)橛幸恍?biāo)準(zhǔn)圖表可以方便地幫助人們確定這些“最小厚度值”。在某些范圍內(nèi)，這些“最小厚度值”是按10：1或15：1的比例計(jì)算出來的，但是大多數(shù)是根據(jù)低碳鋼和淬火回火帶鋼的不同厚度在實(shí)驗(yàn)中所積累的數(shù)據(jù)繪制的。

圖1 試樣最小厚度——洛氏硬度關(guān)系圖。（取自GB/T230-2004