洛氏硬度与洛氏硬度计的研究

　　一般认为,硬度是一种物质抵抗另一种较坚硬的具有一定形状和尺寸的物体压入其表面的能力。硬度试验方法,可分为静载压入法和动载压入法。通常,所采用的布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等,均属于静载试验法。而其中,目前所用的硬度试验方法,70%是洛式硬度试验法。

　　1 洛式硬度的特点与原理

　　洛氏硬度试验采用测量压入深度的方法,硬度值通过指示表或投影屏直接读出,操作简单迅速,工作效率高,适合于成批量的零部件的检验。洛氏硬度试验法可以根据所测试样的不同而采用不同的压头——金刚石压头或钢球压头,使用范围比较广泛。此外,洛式硬度计操作方便,容易掌握。因此,洛式硬度试验在生产中得到广泛应用,成为检验产品质量,确定合理的加工工艺的主要手段。但由于压头及测量机构等对测量结果的影响因素较多,致使它的准确度不如维氏、布氏硬度高。

　　洛式硬度试验法是美国人洛克威尔(S.P.Rockwell和 H.M.Rockwell)于 1919年提出的。洛式硬度的测定方法是:用规定的压头,在先后施加的两个负荷(预负荷F0和总负荷F)的作用下压入试样表面,在总负荷保持一定的时间后卸除主负荷F1,保留预负荷,测量其压入深度h1。以压入深度h1和在预负荷作用下的压入深度h0之差Δh表示洛式硬度的高低。深度差大,说明硬度值低;深度差小,说明硬度值高。以压头轴向位移0.002mm为一个洛式硬度单位,一般从指示表盘上直接读出。洛式硬度计之所以施加预负荷,是为了保证测试时起始基线的正确,防止测试技术上的不可靠性,防止有些材料金相组织及表面质量的不可靠性所造成的影响,并可以消除弹性作用。

　　2 洛氏硬度计技术参数对硬度示值的影响分析

　　2 . 1 负荷误差对硬度示值的影响

　　多次试验表明,预负荷误差对硬度示值的影响是:对高硬度范围影响低,对低硬度范围影响高;而总负荷误差对硬度示值的影响是:对低硬度范围影响较显著,对高硬度范围较轻微。总的来说,洛式硬度计负荷误差,预负荷在±2%以内,总负荷 在 ± 0.5%以 内 ,对 硬 度 示 值 的 影 响 较小,所以在调整硬度计时,一定要将负荷调整到规定的误差范围内。

　　2 . 2 主负荷施加速度的影响

　　主负荷施加速度对高硬度值影响较大,对低硬度影响较小,主负荷施加速度高时获得的硬度值常常低于施加速度低时的硬度值,所以,检定规程规定,主负荷施加速度指针由动到停的时间为3s～6s。

　　2 . 3 总负荷保持时间对硬度示值的影响

　　总负荷保持时间越长,获得的硬度值越低,我国规定保持负荷时间为10s。

　　2 . 4 洛式压头对硬度示值的影响