手动洛氏硬度计的测量原理基于洛氏硬度测试方法。洛氏硬度通过测量压头在一定试验力作用下压入材料表面的深度来确定硬度值。其计算公式为:洛氏硬度=常数-压痕深度差。
在测试过程中,先施加一个初始试验力,将压头压入材料表面,测量压痕深度。然后再施加主试验力,进一步压入材料,保持一段时间后卸除主试验力,测量最终的压痕深度。两次压痕深度的差值反映了材料的硬度,通过与标准硬度标尺进行对比,即可得出材料的洛氏硬度值。
1.机架:提供稳定的支撑和结构框架。
2.加载机构:包括砝码、杠杆系统等,用于施加试验力。
3.压头:常见的有金刚石圆锥压头和淬火钢球压头,根据不同的硬度标尺选择使用。
4.测量指示装置:如百分表或数显屏,用于测量压痕深度。
5.工作台:用于放置待测样品,保证测试的准确性和重复性。
操作步骤:
1.样品准备
需要对待测材料的表面进行处理,确保表面平整、光滑,无氧化皮、油污和其他污染物。对于小件样品,可以使用镶嵌的方法将其固定在合适的夹具上,以保证测试过程中的稳定性。
2.选择硬度标尺和压头
根据待测材料的种类和预期硬度范围,选择合适的洛氏硬度标尺(如HRA、HRB、HRC等)以及相应的压头。不同的硬度标尺和压头适用于不同硬度范围的材料。
3.安装压头
将选定的压头安装在硬度计的主轴上,并确保安装牢固。
4.调整初始试验力
通过旋转加载手柄或调整砝码,施加初始试验力。此时,压头轻轻接触样品表面。
5.施加主试验力
保持初始试验力的同时,迅速施加主试验力。主试验力的施加要平稳、均匀,以避免冲击和振动。
6.保持试验力
主试验力施加后,保持规定的时间,通常为10-15秒。
7.卸除主试验力
保持初始试验力,缓慢卸除主试验力。
8.测量压痕深度
使用测量指示装置读取压痕深度值,并根据硬度标尺和计算公式得出材料的洛氏硬度值。
9.重复测试
为了提高测试结果的准确性和可靠性,通常需要在样品的不同位置进行多次测试,并取平均值作为最终的硬度值。
优点:
1.操作简单直观
结构相对简单,操作步骤易于掌握,不需要复杂的培训即可上手操作。
2.成本较低
相比于自动化的硬度测试设备,价格较为亲民,适合于一些预算有限的实验室和企业使用。
3.适用性广泛
可以测试各种金属材料,包括钢铁、铝合金、铜合金等,以及一些塑料和橡胶材料。
4.测量精度较高
在正确操作和良好的样品制备条件下,能够提供较为准确的硬度测量结果。
手动洛氏硬度计的维护与保养:
1.清洁
定期清理硬度计的表面和内部,去除灰尘、油污和杂物,保持仪器的清洁。
2.检查部件
检查加载机构、测量指示装置、压头等部件的工作状态,确保其灵活、准确。
3.校准
定期使用标准硬度块对硬度计进行校准,以保证测量结果的准确性。
4.存放
硬度计应存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中,避免阳光直射和剧烈震动。
应用领域:
1.机械制造
用于评估金属零部件的硬度,确保其符合设计要求和质量标准。
2.冶金行业
对钢材、铝材等金属材料的硬度进行检测,控制生产过程和产品质量。
3.汽车工业
检测汽车零部件的硬度,如发动机缸体、曲轴、齿轮等,保障汽车的性能和安全。
4.材料研究
在新材料的研发过程中,测量材料的硬度,为材料的性能评估和改进提供依据。