洛氏硬度試驗
洛氏硬度試驗（英語：Rockwell hardness test），是簡便、迅速的硬度測試方法。洛氏硬度試驗方法廣泛應用於生產製造、科學研究的各個領域。
洛氏硬度試驗是用標準型壓頭在先後兩次對被試材料表面施加試驗力（初試驗力與總試驗力），在試驗力的作用下壓頭壓入試樣表面。在總試驗力保持一定時間後，卸除主試驗力，保留初始試驗力的情況下測量壓入深度，以總試驗力下壓入深度與在初試驗力下的壓入深度之差（即所謂的殘餘壓入深度）來表徵硬度的高低，殘餘壓入深度值越大，硬度值越低，反之亦然。
洛氏硬度的符號以HR表示。為適應各種不同材料的應用，根據所用的壓頭及試驗力的不同組合區分為洛氏硬度標尺（英語：Rockwell scale）（A、B、C、D、E、F、G、H、K、L、M、P、R、S、V……）。
試驗方法
使用初始試驗力F0將壓頭垂直壓入試樣表面，然後施加主試驗力，使用總試驗力F0+F1壓入並保持一段時間後，撤除主試驗力，保持初始試驗力。施加主試驗力後與施加主試驗力前壓痕深度的差值與材料的洛氏硬度值有着線性關係，在洛氏硬度標尺上每2微米壓痕深度差值代表一個洛氏硬度刻度。
壓頭
- 金剛石錐壓入器
- 鋼球壓頭，直徑1.588毫米（1/16"）或3.175毫米
- 硬質合金球壓頭
總試驗力
- 60千克
- 100千克
- 150千克
硬度標尺
洛氏硬度試驗採用三種試驗力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應於洛氏硬度的9個標尺：HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH和HRK。這9個標尺的應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。HRA 60kg載荷金剛石錐壓入器；HRB 100kg載荷1/16"直徑鋼球壓頭；HRC 150kg載荷金剛石錐壓入器；最常用標尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標尺用於測試淬火鋼、回火鋼、調質鋼和部分不鏽鋼。這是金屬加工行業應用最多的硬度試驗方法。HRB標尺用於測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不鏽鋼及較硬的銅合金或未知硬度金屬。HRF標尺用於測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標尺儘管也可用於大多數黑色金屬，但是實際應用上一般只限於測試硬質合金和薄硬鋼帶材料。
表面洛氏硬度試驗採用三種試驗力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應於表面洛氏硬度的6個標尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充，在採用洛氏硬度試驗時，當遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時，就應改用表面洛氏硬度試驗。這時採用與洛氏硬度試驗相同的壓頭，採用只有洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結果。表面洛氏硬度的N標尺適用於類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料；T標尺適用於類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。
| 標尺 | 簡寫 | 負載 | 壓入方式 | 使用 |
|---|---|---|---|---|
| A | HRA | 60 kgf | 120° 金剛石錐† | Tungsten carbide |
| B | HRB | 100 kgf | 1⁄16-英寸-直徑（1.588-毫米） 鋼球 | Aluminium, brass, and soft steels |
| C | HRC | 150 kgf | 120° 金剛石錐 | Harder steels >B100 |
| D | HRD | 100 kgf | 120° 金剛石錐 | |
| E | HRE | 100 kgf | 1⁄8-英寸-直徑（3.175-毫米） 鋼球 | |
| F | HRF | 60 kgf | 1⁄16-英寸-直徑（1.588-毫米） 鋼球 | |
| G | HRG | 150 kgf | 1⁄16-英寸-直徑（1.588-毫米） 鋼球 | |
| †Also called a brale indenter | ||||
試驗標準
- 中華人民共和國國家標準 GB/T 230.1—2004，《金屬洛氏硬度試驗》
- 中華民國國家標準 CNS 2114，《洛氏硬度試驗法》
- 國際標準化組織標準 ISO 6508-1-1999, Metallic materials Rockwell hardness test
- 美國材料和試驗協會標準 ASTM E 18, Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials
參考文獻
- ^ Smith, William F.; Hashemi, Javad, Foundations of Material Science and Engineering 4th, McGraw-Hill: 229, 2001, ISBN 0-07-295358-6