洛氏硬度计算方法

洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值的指标，以0.002毫米作为一个硬度单位。在洛氏硬度试验中采用不同的压头和不同的试验力，会产生不同的组合，对应于洛氏硬度不同的标尺。常用的有3个标尺，其应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。

洛氏硬度(HR)测试当被测样品过小或者布氏硬度(HB)大于450时，就改用洛氏硬度计量。试验方法是用一个顶角为120度的金刚石圆锥体或直径为1.5875mm/3.175mm/ 6.35mm/12.7mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度。最常用的三种标尺为A、B、C，即HRA、HRB、HRC，要根据实验材料硬度的不同，选用不同硬度范围的标尺来表示:

HRA是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如:钢材薄板、硬质合金。

HRB 是采用100Kg载荷和直径1.5875mm淬硬的钢球求得的硬度，用于硬度较低的材料。例如:软钢、有色金属、退火钢等。

HRC 是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如:淬火钢、铸铁等。

折叠硬度标准

洛氏硬度没有单位，是一个无纲量的力学性能指标，因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。其最常用的硬度标尺有A、B、C三种，通常记作HRA、HRB、HRC，其表示方法为硬度数据+硬度符号，如50HRC。

洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。

洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf);标尺B使用的是直径为1.5875mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf);而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺A、C适用较硬的材料。

实践证明，金属材料的硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。

折叠测试

有一些标尺(如含N、T、W、X、Y的标尺)是对洛氏硬度试验的补充，由表面洛氏硬度试验得出。因为在采用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，表面硬化层较浅或测试表面镀覆层等情况时，就应改用表面洛氏硬度试验。

之所以分出这么多种标尺，是因为在标尺的使用中，越靠近上下限就越不准。

HRC标尺的使用范围是20~70HRC，当硬度值小于20HRC时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度下降，这时应改用HRB标尺。尽管HRC标尺的上限值为70HRC，但是当试样硬度大于67HRC时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，所以在测量偏HRC标尺上限的硬度时，应使用HRA标尺，因为HRA的上限范围同HRC相当，但试验力要小很多。

HRA标尺的使用范围是20-88HRA，由美国标准ASTM E140可以获得以下换算关系:

27HRA≈30HRB

60HRA≈225HRB≈20HRC

85.6HRA≈68HRC

可见，在同等数值的情况下，对应标尺的硬度由高到低为C、A、B，但HRA标尺的测试范围广，基本包含了HRB和HRC，涵盖了从软钢(HRB)、硬钢(HRC)到硬质合金的硬度范围。但事实上，HRA标尺很少用于测试软钢，主要用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。在硬质合金方面，由于技术进步，有些材料硬度已达到93-94HRA，材料硬度超出HRA的测量范围上限已成为惯例。依借于HRA标尺测试范围广的特性，在使用洛氏硬度计测试钢试样时，如果不知试样是软钢还是硬钢，可先用HRA标尺试测一下，当硬度值小于60HRA时可改用HRB标尺，当硬度值大于60HRA时可改用HRC标尺。

HRB标尺的使用范围是20~100HRB，当硬度值低于20HRB时，由于钢球的压入深度过大，金属蠕变加剧，试样在试验力作用下的变形时间延长，测试值准确度降低，此时应改用HRF标尺。当硬度值大于100HRB时，因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。在使用HRB标尺测试钢试样时，一个特别值得注意的地方是:当预先不知道试样是软钢还是硬钢时，决不可使用HRB标尺做测试，因为用钢球压头误测了淬火钢，钢球就可能会变形，钢球压头就会损坏，这是钢球压头损坏的主要原因。遇到这种情况时应先用金刚石压头，用HRA标尺测试一下，再决定是用HRB还是用HRC。

HRF标尺的使用范围是60~100HRF。HRF标尺是国外使用较多的一个标尺，它是测试纯铜和较软的铜合金材料很好的检测手段。但是在中国，也存在标准硬度块短缺的问题，它的应用也受到了限制。

HRG标尺适用于HRB值接近100的材料，对于铍青铜、磷青铜、可锻铸铁这些硬度范围介于HRB标尺的高端和HRC标尺低端的材料，如果改用HRG标尺，就可以大大改善测试的灵敏度，提高测试精度。

除了针对金属类的洛氏硬度，还有针对塑料类和橡胶类的洛氏硬度(HRR)

折叠区别和换算

钢材的硬度:金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，

●常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等，其中以HB及HRC较为常用。

●HB应用范围较广，一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。HRC适用于表面高硬度材料。HRC适用范围HRC 20-67，相当于HB225-650。两者的原理区别在于:布氏硬度以压痕直径来衡量硬度，而洛氏硬度(HR)以压痕深度来衡量硬度。洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。

●HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV)以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。

●HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ VA(冲击速度)，所以撞击响声以通透为好。

●目前最常用的便携式里氏硬度计用里氏(HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。

折叠样品要求

洛氏硬度计和表面洛氏硬度计的标尺(即不同的压头和试验力组合)通常按材料种类、试样厚度和硬度范围三方面的因素来选择，具体选择方法叙述如下:

按材料种类选择

A标尺多用于测量碳化钨、硬质合金、表面硬化零件等等的硬度;

B标尺多用于测量有色金属、合金及退火钢等低硬度的零件的硬度;

C标尺多用于测量碳钢、工具钢及合金钢等经淬火、回火处理的试样的硬度。

按材料选择并不是一种严格的做法。因为每一种材料随着其所采用的不同的热处理工艺，其最终硬度不可能相同，因此所适应的硬度标尺也不会相同。

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按样品的硬度范围选择

1:样品硬度与材料成分及热处理工艺的关系:在相同的热处理工艺下，材料的含碳量越高，材料的硬度也越高。对应于相同的材料，由工艺引起的硬度高低是:淬火、正火、退火。

2:各种洛氏硬度标尺的适应范围。每种洛氏硬度标尺都有一个可用范围，这一点很容易从硬度计刻度盘上的分度来确定。

不同洛氏硬度标尺(不包括表面洛氏硬度标尺)的使用范围如下:

按厚度或硬化层深度

洛氏硬度试验对样品试样有要求，其厚度不能小于残余压痕深度的10倍，试样背面不能出现明显的变形痕迹。由此样品的厚度决定了载荷的选择，载荷必须保证其所引起的变形小于样品的最小厚度。对于每一种硬度试验，都存在最小可测量厚度。