在規(guī)定條件下，將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質合金球）分2個步驟壓入試樣表面。卸除主試驗力后，在初試驗力下測量壓痕殘余深度h。以壓痕殘余深度h代表硬度的高低。洛氏硬度試驗原理如圖2-1所示。
1—在初始試驗力F0下的壓入深度；2—在總試驗力F0+F1下的壓入深度；3—去除主試驗力F1后的彈性回復深度；4—殘余壓入深度h；5—試樣表面；6—測量基準面；7—壓頭位置
圖2-1洛氏硬度試驗原理圖
洛氏硬度值按下式計算：
HR = N - h / s
N－常數，對于A、C、D、N、T標尺，N=100；其他標尺，N=130；
h－殘余壓痕深度，mm；
S－常數，對于洛氏硬度，S=0.002mm，對于表面洛氏硬度，S=0.001mm。每一洛氏硬度單位對應的壓痕深度，洛氏硬度為0.002mm，表面洛氏硬度為0.001mm。壓痕越淺，硬度越高。洛氏硬度試驗分為2種，一種是普通洛氏硬度試驗，一種是表面洛氏硬度試驗。洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐和￠1.588mm、￠3.175mm鋼球三種壓頭，采用60kg、100kg、150kg三種試驗力，它們共有九種組合，對應于洛氏硬度的九個標尺，即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐和￠1.588mm鋼球2種壓頭，采用15kg、30kg、45kg三種試驗力，它們共有六種組合，對應于表面洛氏的六個標尺，即HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T。洛氏硬度試驗條件如表2－1所示。洛氏硬度標尺的選用如表2－2所示。
表2－1洛氏硬度試驗條件
洛氏硬度標尺技術條件
洛氏硬度標尺 |
硬度符號 |
壓頭類型 |
初試驗力F0（N） |
主試驗力F1（N） |
總試驗力F0+ F1（N） |
適用范圍 |
A |
HRA |
120°金剛石圓錐 |
98.07 |
490.3 |
588.4 |
20～88HRA |
B |
HRB |
1.5875mm鋼球 |
98.07 |
882.6 |
980.7 |
20～100HRB |
C |
HRC |
120°金剛石圓錐 |
98.07 |
1373 |
1471 |
20～70HRC |
D |
HRD |
120°金剛石圓錐 |
98.07 |
882.6 |
980.7 |
40～77HRD |
E |
HRE |
3.175mm鋼球 |
98.07 |
882.6 |
980.7 |
70～100HRE |
F |
HRF |
1.5875mm鋼球 |
98.07 |
490.3 |
588.4 |
60～100HRF |
G |
HRG |
1.5875mm鋼球 |
98.07 |
1373 |
1471 |
30～94HRG |
H |
HRH |
3.175mm鋼球 |
98.07 |
490.3 |
588.4 |
80～100HRH |
K |
HRK |
3.175mm鋼球 |
98.07 |
1373 |
1471 |
40～100HRK |
表面洛氏硬度標尺技術條件
表面洛氏硬度標尺 |
硬度符號 |
壓頭類型 |
初試驗力F0（N） |
主試驗力F1（N） |
總試驗力F0+ F1（N） |
適用范圍 |
15N |
HR15N |
120° |
29.42 |
117.7 |
147.1 |
70～94HR15N |
30N |
HR30N |
264.8 |
294.2 |
42～86HR30N |
||
45N |
HR45N |
411.9 |
441.3 |
20～77HR45N |
||
15T |
HR15T |
1.5875mm |
29.42 |
117.7 |
147.1 |
67～93HR15T |
30T |
HR30T |
264.8 |
294.2 |
29～82HR30T |
||
45T |
HR45T |
411.9 |
441.3 |
10～72HR45T |
取自國家標準GB/T230.1-2004 注：力值單位 9.8N=1kg
表2－2洛氏硬度標尺的選擇
試樣材料 |
壓頭 |
標尺 |
總試驗力（kg） |
鼓輪讀取刻度 |
高硬度或薄硬材料。如硬質合金、硬化薄鋼帶、滲碳后的淬硬鋼。 |
金剛石壓頭 |
A |
60 |
C |
中低硬度材料。如退火后的中低碳鋼、不銹鋼、銅合金、超硬鋁合金、可鍛鑄鐵等。是應用較廣的洛氏硬度標尺。 |
1/16＂鋼球 |
B |
100 |
B |
淬火及低溫回火的一般鋼材、冷硬鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵、鈦合金等，及硬度值超過HRB100的材料。是應用最廣的洛氏硬度標尺。 |
金剛石壓頭 |
C |
150 |
C |
中等滲層表面硬化鋼、薄硬鋼板、珠光體可鍛鑄鐵。 |
金剛石壓頭 |
D |
100 |
|
鑄鐵、鋁合金、鎂合金、軸承合金。 |
1/8＂鋼球 |
E |
100 |
|
退火黃銅、紫銅、鋁合金、軟鋼薄板。 |
1/16＂鋼球 |
F |
60 |
|
鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵等（HRB值接近100的材料）。 |
1/16＂鋼球 |
G |
150 |
|
鋁、鋅、鉛等軟金屬。 |
1/8＂鋼球 |
H |
60 |
|
軟金屬薄材、軸承合金。 |
1/8＂鋼球 |
K |
150 |
|
洛氏硬度計不易檢測的滲碳鋼、滲氮鋼、表面淬火鋼等淺層表面硬化鋼件；小零件；厚度薄至0.15mm的硬鋼帶及要求壓痕盡量小的高硬度工件。 |
金剛石壓頭 |
15N |
15 |
N—T |
金剛石壓頭 |
30N |
30 |
N—T |
|
金剛石壓頭 |
45N |
45 |
N—T |
|
軟鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金薄板帶材料、薄壁管材、小零件、電鍍層及要求壓痕盡量小的中、低硬度工件。 |
1/16＂鋼球 |
15T |
15 |
N—T |
1/16＂鋼球 |
30T |
30 |
N—T |
|
1/16＂鋼球 |
45T |
45 |
N—T |
N標尺用于類似洛氏標尺C、A和D檢測的材料，但僅限于薄小試樣和淺硬化深度的試樣。
T標尺用于類似洛氏標尺B、F和G檢測的材料，但僅限于薄小試樣和較軟且覆鍍層較淺的試樣。
洛氏硬度計的特點
洛氏硬度試驗操作簡單，測量迅速，可在指示表上直接讀取硬度值，工作效率高，成為最常用的硬度試驗方法之一。由于試驗力較小，壓痕也小，特別是表面洛氏硬度試驗的壓痕更小，對大多數工件的使用無影響，可直接測試成品工件，初試驗力的采用，使得試樣表面輕微的不平度對硬度值的影響較小，因此，此儀器非常適于在工廠使用，適于對成批加工的成品或半成品工件進行逐件檢測，該試驗方法對測量操作的要求不高，非專業(yè)人員容易掌握。
洛氏硬度計的應用
洛氏硬度試驗采用了3種壓頭，6種試驗力，根據金屬材料材質、硬度范圍及尺寸的不同，共有15個標尺可供選擇，可以測試從很軟到很硬幾乎全部常見的金屬材料，應用范圍十分廣闊。洛氏硬度計在工業(yè)生產中得到了廣泛應用，成為檢驗產品質量，確定合理加工工藝的主要手段?？蓽y試各種黑色和有色金屬，測試淬火鋼、回火鋼、退火鋼、表面硬化鋼、各種厚度的板材、硬質合金材料、粉末冶金材料、熱噴涂層的硬度。
表面洛氏硬度計用于測試薄板金屬、薄壁管材、表面硬化鋼和小零件的硬度。
