1、GB/T230.1-2004金属洛氏硬度试验金属洛氏硬度试验 第第1部分部分:试验方法试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺标尺)前言前言 本标准修改采用国际标准本标准修改采用国际标准ISO6508-1999“金属材料金属材料 洛氏硬度试验洛氏硬度试验 第第1部分部分:试验方试验方法法”.本标准在技术内容上与国际标准仅有小的本标准在技术内容上与国际标准仅有小的差别差别:增加表面粗糙度的规定增加表面粗糙度的规定;增加试验力保持时间的规定增加试验力保持时间的规定;增加试验结果有效数位的规定增加试验结果有效数位的规定.1 本标准技术内容上与原标准的主要差异本标准技术内容上与原标准的
2、主要差异 合并修订合并修订GB/T230-1991和和GB/T1818-1994;增加了用硬质合金球的试验；增加了用硬质合金球的试验；改变了计算洛氏硬度的符号；改变了计算洛氏硬度的符号；硬度计的要求按硬度计的要求按GB/T230.2-2002的规定的规定 修改了施加试验力及保持试验力的时间修改了施加试验力及保持试验力的时间;修改了相邻两压痕中心距离与任一压痕中修改了相邻两压痕中心距离与任一压痕中心至试样边缘距离心至试样边缘距离(表洛表洛);增加了对薄产品增加了对薄产品HR30Tm的试验规范的试验规范;增加了附录增加了附录F对金刚石压头的说明对金刚石压头的说明;删除了硬度换算采用相应国家标准的规
3、定删除了硬度换算采用相应国家标准的规定.2 范围范围 适用于金属材料测定适用于金属材料测定 洛氏硬度和表面洛氏洛氏硬度和表面洛氏硬度硬度.(包括包括9个洛氏标尺个洛氏标尺,6个表面洛氏硬度个表面洛氏硬度标尺标尺)各标尺适用的范围见标准中表各标尺适用的范围见标准中表1洛氏硬度标洛氏硬度标尺尺.3 引用文件引用文件 GB/T230.2-2002 金属洛氏硬度试验金属洛氏硬度试验 第第2部分部分:硬度计硬度计(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺标尺)的检验的检验.该标准修改采用该标准修改采用ISO 6508-2:1999.4 试验原理试验原理 将压头将压头(金刚石圆锥、钢球或硬质合金球金
4、刚石圆锥、钢球或硬质合金球)分两步压分两步压入试样表面入试样表面,经规定保持时间后经规定保持时间后,卸除主试验力卸除主试验力,测测量在初试验力下的残余压痕深度量在初试验力下的残余压痕深度,(参见标准中的参见标准中的图图1).硬度值按下式计算硬度值按下式计算:洛氏硬度洛氏硬度 N为给定标尺的硬度数为给定标尺的硬度数(N=100,或或130);h为残余压痕深度为残余压痕深度;S为给定标尺的单位为给定标尺的单位:对于洛氏硬度对于洛氏硬度,S=0.002mm;对于表洛对于表洛S=0.001mm.ShN 5 硬度符号硬度符号 A、C和和D标尺洛氏硬度标尺洛氏硬度,用硬度数加符号用硬度数加符号“HR”加标
5、尺加标尺“字母字母”表示表示,例如例如88HRA,70HRC,77HRD.B、E、F、G、H和和K标尺洛氏硬度标尺洛氏硬度,用用硬度数加符号硬度数加符号“HR”加标尺加标尺“代号代号”加压加压头头“代号代号”表示表示.钢球压头代号为钢球压头代号为“S”,硬硬质合金球为质合金球为“W”.例如例如,60HRBS,60HRBW.N标尺表面洛氏硬度标尺表面洛氏硬度,用硬度数加符号用硬度数加符号“HR”加标尺表示加标尺表示.例如例如70HR15N.T标尺表面洛氏硬度标尺表面洛氏硬度,用硬度数加符号用硬度数加符号“HR”加标尺加压头代号表示加标尺加压头代号表示.例如例如67HR15TS,67HR15TW.
6、表洛表洛6个标尺个标尺:3个个N标尺标尺(圆锥压头圆锥压头),3个个T标尺标尺(1,5875mm)球球);洛氏洛氏A,C,D 3个标尺个标尺,使用圆锥压头使用圆锥压头;洛氏洛氏B,F,G 3个标尺个标尺,使用使用1.5875mm球球(W,S);洛氏洛氏E,H,K 3个标尺个标尺,使用使用3.175mm球球(W,S)6 硬度计硬度计6.1 硬度计、压头和压痕深度测量装置均应符硬度计、压头和压痕深度测量装置均应符合合GB/T230.2-2002的规定要求的规定要求.6.2 压头压头 金刚石圆锥压头金刚石圆锥压头:锥角锥角120,顶部半径顶部半径0.2mm.球压头球压头:直径直径1.5875mm或或
7、3.175mm,钢球或硬钢球或硬 质合金球质合金球.6.3 硬度计示值误差和示值重复性硬度计示值误差和示值重复性(按照按照GB/T230.2)表表1 硬度计示值误差和示值重复性硬度计示值误差和示值重复性(列出部分标尺列出部分标尺)b 以较大为准以较大为准标尺标尺标准块硬度标准块硬度示值误差示值误差示重复性示重复性A2075HRA75 88HRA2HRA1.5HRA0.02(100-)或或0.8洛氏单位洛氏单位bB2045HRB4580HRB80100HRB4HRB3HRB2HRB0.04(130-)或或0.8洛氏单位洛氏单位bHH表表1 (续续)b 以较大为准以较大为准标尺标尺标准块硬度标准块
8、硬度示值误差示值误差示重复性示重复性C2070HRC1.5HRA0.02(100-)或或0.8洛氏单位洛氏单位bN2HRN0.04(100-)或或1.2洛氏单位洛氏单位bT3HRT0.06(100-)或或2.4洛氏单位洛氏单位bHHH7 试样试样 试样的试验面应光华平坦试样的试验面应光华平坦,无氧化皮和外来无氧化皮和外来污物污物;表面粗糙度建议优于表面粗糙度建议优于Ra0.8 ;试样制备应尽可能避免受热或冷加工的影响试样制备应尽可能避免受热或冷加工的影响;试样或试验层最小厚度试样或试验层最小厚度:金刚石圆锥压头的金刚石圆锥压头的试验试验,10h.球压头的试验球压头的试验,15h.(附录附录B)
9、试样的试验面为凸圆柱面或凸球面试样的试验面为凸圆柱面或凸球面,试验结试验结果需按相应的附录进行修正果需按相应的附录进行修正.(附录附录C)m8 试验条件和方法试验条件和方法 温度温度:试验一般在室温试验一般在室温1035 下进行下进行;严严格温度在格温度在23 5 下进行下进行;试样支承稳固试样支承稳固,对中对中;施加初始试验力施加初始试验力应应平稳平稳,初始试验力保持时间初始试验力保持时间3s;施加主试验力在施加主试验力在1s 8s完成完成;总试验力保持时间总试验力保持时间4s 2s;低硬度材料经协低硬度材料经协商可延长时间商可延长时间,偏差偏差2s.两相邻压痕中心间的距离两相邻压痕中心间的
10、距离4倍压痕直径倍压痕直径,并并且且2mm.任一压痕中心至试样边缘的距离任一压痕中心至试样边缘的距离2.5倍压倍压痕直径痕直径,并且并且1mm.无其他规定时无其他规定时,每试样试验点不少于每试样试验点不少于4点点,第第1试验点不计试验点不计(即即3有效点有效点).9 结果数值的修约结果数值的修约 测得的硬度结果数值应至少精确至测得的硬度结果数值应至少精确至0.5HR.按照这要求按照这要求,报告硬度结果应精确至报告硬度结果应精确至0.5HR或更精确或更精确(例如精确到例如精确到0.1HR).因为洛氏硬度因为洛氏硬度由硬度计显示或读出由硬度计显示或读出,要符合这要求要符合这要求,硬度计硬度计的分辨
11、力应至少为的分辨力应至少为0.5HR单位单位.硬度计的分辨力优于硬度计的分辨力优于0.1HR时时,如无具体说如无具体说明明,可以将读数修约可以将读数修约(修约间隔为修约间隔为0.1HR),硬硬度计的分辨力劣于度计的分辨力劣于0.5HR时时,不符合本标准不符合本标准要求要求.10 附录附录A(规范性附录规范性附录)薄产品薄产品HR30Tm试验规范试验规范 适用于厚度小于适用于厚度小于0.6mm至产品标准规定的至产品标准规定的最小厚度最小厚度.经协议经协议,允许试验后背面出现变形痕迹允许试验后背面出现变形痕迹(在在HRT试验不允许试验不允许).试台使用金刚石试台使用金刚石平平板板(直径约直径约4.
12、5mm).两压痕中心间距离和任一压痕中心至试样两压痕中心间距离和任一压痕中心至试样边缘边缘5mm.以上几点不同于以上几点不同于HRT试验试验.11 凸圆柱面洛氏凸圆柱面洛氏N和和T标尺硬度标尺硬度 修正时的线性内插法计算修正时的线性内插法计算 附录附录C的表的表C.3和表和表C.4规定凸圆柱面洛氏规定凸圆柱面洛氏N和和T标标尺硬度的修正时尺硬度的修正时,不在表中给出的值可通过线性内不在表中给出的值可通过线性内插法求得插法求得.线性内插法按如下计算线性内插法按如下计算:abbacacbcxxyxxyxxy例例1:表表C.4(T标尺标尺),相同半径下不同硬度的内插相同半径下不同硬度的内插:表面洛氏
13、硬度读数表面洛氏硬度读数 圆柱半径圆柱半径 修正值修正值 80 1.6 3 90 1.6 1.5 现在求表面洛氏硬度读数为现在求表面洛氏硬度读数为 84时的修正值为多少时的修正值为多少.此时已知此时已知:求得当表面洛氏硬度读数为求得当表面洛氏硬度读数为84时的修正值为时的修正值为 2.4,修约到修约到0.5,得修正值得修正值2.5.5.13bayy9080baxx84cx例例2:表表 C.4(T标尺标尺),相同硬度下不同半径间硬度内相同硬度下不同半径间硬度内插插 圆柱半径圆柱半径 硬度读数硬度读数 修正值修正值 1.6mm 80 3 3.2mm 80 2现在求半径为现在求半径为 2.4mm时的
14、硬度修正值为多少时的硬度修正值为多少.当半径当半径 为为2.4mm时的硬度修正值为时的硬度修正值为 2.5 2.36.1 baxx4.2 cx5.13 bayy12 洛氏硬度试验影响因素洛氏硬度试验影响因素12.1 试样表面机加工粗糙度试样表面机加工粗糙度 试样粗糙度对试验结果有影响试样粗糙度对试验结果有影响,例如见下面的试例如见下面的试验数据验数据粗糙度粗糙度/Ra63HRC45HRC25HRC93HRB0.20.40.81.63.200-0.1-0.2-0.5+0.2+0.2-0.1-0.2-0.6-0.4-0.4-0.4-0.71.0+0.6+0.5+0.3-0.1-0.8m 这组试验数
15、据看出这组试验数据看出,当粗糙度值大于当粗糙度值大于0.8 时时,随着粗糙度增加而洛氏硬度示值随着粗糙度增加而洛氏硬度示值与标准块的标准标称值之差增加与标准块的标准标称值之差增加,差值为差值为负负,硬度值降低硬度值降低.粗糙度值小于粗糙度值小于0.8 差值差值变变小小.粗糙度增大粗糙度增大,数据分散也增大数据分散也增大.可见当可见当粗糙度明显影响硬度结果时粗糙度明显影响硬度结果时,应提高粗糙应提高粗糙度要求度要求,例如达例如达0.8 .mmm12.2 试样最小厚度影响试样最小厚度影响 试样的厚度在一定范围内影响硬度测量试样的厚度在一定范围内影响硬度测量明显明显.经过很多试验和研究经过很多试验和
16、研究,得到总的趋向得到总的趋向:1)对于对于A和和C标尺标尺,试样厚度超过残余压痕试样厚度超过残余压痕深度深度10倍时倍时,对于对于B标尺标尺,超过超过15倍时倍时,对硬度对硬度测量无影响测量无影响.2)当试样在试验后背面出现变形痕迹时当试样在试验后背面出现变形痕迹时,试验结果偏地低试验结果偏地低.3)试样厚度小至一定值时试样厚度小至一定值时,硬度示值偏高硬度示值偏高,此时硬度值不正确此时硬度值不正确.12.3 试验力保持时间的影响试验力保持时间的影响 试验力保持时间对硬度测量有影响试验力保持时间对硬度测量有影响,总趋向是保持时间增加硬度降低总趋向是保持时间增加硬度降低,达到达到一定时间后一定
17、时间后,硬度测量值趋向于稳定硬度测量值趋向于稳定.为为了充分完成塑性变形了充分完成塑性变形,规定保持试验力规定保持试验力时间是必要的时间是必要的.12.4 压痕间距和压痕至边缘的距离的压痕间距和压痕至边缘的距离的影响影响 由于压痕周围的金属塑性应变硬化由于压痕周围的金属塑性应变硬化,造造成相邻压痕硬度值增高成相邻压痕硬度值增高.因此因此,洛氏硬度洛氏硬度压痕之间的最小距离应确保压痕周围应压痕之间的最小距离应确保压痕周围应变硬化变硬化不影响不影响相邻压痕的硬度相邻压痕的硬度.相邻压相邻压痕中心的距离应对于压痕直径的痕中心的距离应对于压痕直径的4倍倍,但但不小于不小于2mm.压痕距离试样边缘太近压痕距离试样边缘太近,试验结果偏低试验结果偏低.压痕中心至试样边缘应不小于压痕直径压痕中心至试样边缘应不小于压痕直径的的2.5倍倍,但不小于但不小于1mm.
