洛氏硬度與洛氏硬度計的研究

　　摘要:硬度試驗無論是在機械制造、精密儀器儀表中，還是在造船，航空，航天工業(yè)中，從生產(chǎn)到科研，從選材、加工到成品，都是不可缺少的試驗手段。它在提高產(chǎn)品質(zhì)量、改進生產(chǎn)工藝方面，起著十分重要的作用。硬度還是保證產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的主要手段。在生產(chǎn)中，不僅對零件的成品要進行硬度檢驗，就是在加工過程中，也要知道材料的硬度范圍，才好選定加工程序和工具，避免發(fā)生故障和造成浪費。因為硬度與金屬、合金的化學(xué)成分和金相結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系，所以硬度試驗也是一種很好的理化分析和金相研究的方法?？梢?，硬度試驗在促進國民經(jīng)濟的發(fā)展中起著極其重要的作用。
　　關(guān)鍵詞：洛氏硬度 洛氏硬度計
　　中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　一般認為，硬度是一種物質(zhì)抵抗另一種交堅硬的具有一定形狀和尺寸的物體壓入其表面的能力。硬度試驗方法，可分為靜載壓入法和動載壓入法。通常，所采用的布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等，均屬于靜載試驗法。而其中，目前所用的硬度試驗方法，百分之七十是洛式硬度試驗法。
　　1 洛式硬度的特點與原理
　　洛氏硬度試驗采用測量壓入深度的方法，硬度值通過指示表或投影屏直接讀出，操作簡單迅速，工作效率高，適合于成批量的零部件的檢驗。洛氏硬度試驗法可以根據(jù)所測試樣的不同而采用不同的壓頭——金剛石壓頭或鋼球壓頭，使用范圍比較廣泛。此外，洛式硬度計操作方便，容易掌握。因此，洛式硬度試驗在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，成為檢驗產(chǎn)品質(zhì)量，確定合理的加工工藝的主要手段。但由于壓頭及測量機構(gòu)等對測量結(jié)果的影響因素較多，致使它的準確度不如維氏、布氏硬度高。
　　洛式硬度試驗法是美國人洛克威爾（S.P.Rockwell和H.M.Rockwell）于1919年提出的。洛式硬度的測定方法是：用規(guī)定的壓頭，在先后施加的兩個負荷（預(yù)負荷F0和總負荷F）的作用下壓入試樣表面，在總負荷保持一定的時間后卸除主負荷F1，保留預(yù)負荷，測量其壓入深度h1。以壓入深度h1和在預(yù)負荷作用下的壓入深度h0之差Δh 表示洛式硬度的高低。深度差大，說明硬度值低；深度差小，說明硬度值高。以壓頭軸向位移0.002mm為一個洛式硬度單位，一般從指示表盤上直接讀出。 洛式硬度計之所以施加預(yù)負荷，是為了保證測試時起始基線的正確，防止測試技術(shù)上的不可靠性，防止有些材料金相組織及表面質(zhì)量的不可靠性所造成的影響，并可以消除彈性作用。
　　
　　2 洛氏硬度計技術(shù)參數(shù)對硬度示值的影響分析
　　2.1負荷誤差對硬度示值的影響
　　多次試驗表明，預(yù)負荷誤差對硬度示值的影響是：對高硬度范圍影響低，對低硬度范圍影響高;而總負荷誤差對硬度示值的影響是:對低硬度范圍影響較顯著，對高硬度范圍較輕微?？偟膩碚f，洛式硬度計負荷誤差，預(yù)負荷在±2%以內(nèi)，總負荷在±0.5%以內(nèi)，對硬度示值的影響較小，所以在調(diào)整硬度計時，一定要將負荷調(diào)整到規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。
　　2.2主負荷施加速度的影響
　　主負荷施加速度對高硬度值影響較大，對低硬度影響較小，主負荷施加速度高時獲得的硬度值常常低于施加速度低時的硬度值，所以，檢定規(guī)程規(guī)定，主負荷施加速度指針由動到停的時間為3至6秒。
　　2.3總負荷保持時間對硬度示值的影響
　　總負荷保持時間越長，獲得的硬度值越低，我國規(guī)定保持負荷時間為10秒。
　　2.4洛式壓頭對硬度示值的影響
　　金剛石圓錐體壓頭其圓錐角一般為120°，允許誤差為±30″;常用的鋼球壓頭直徑為1.588mm，允許誤差為±0.002