34ASTM E1805洛氏硬度试验方法翻译.docx
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34ASTME1805洛氏硬度试验方法翻译
名称：
E18–05e1
金属材料洛氏硬度和表面洛氏硬度标准试验方法1,2
本标准在固定的名称E18下发行；紧跟着名称的数字指明了采用原版本的年份，如果为修订本，即为最新版本的年份。
括号中的数字指明了最新重新批准的年份。
上标第五个希腊字母（
）指明了最新版本或重新批准的编辑变更。
（
）1注释—表格19脚注A是2005年4月的更新版本。
1范围*
1.1本方法适用于金属材料的洛氏硬度和洛氏表面硬度的测定，并包括洛氏硬度试验机的校验方法（B部分）和标准硬度试块的标定（C部分）。
1.2数值以英制单位作为标准，国际单位只作为参照。
1.3本标准没有强调所有涉及安全的注意事项，即使存在也与其使用有关。
本标准使用者有责任在使用前确定适当的安全和健康操作方法，建立适当的操作规程。
（参见注6）
注1：
国家标准和技术协会（NIST）管辖美国洛氏硬度标准。
在1998年6月，NIST发布了新的洛氏C标尺（HRC）试块作为标准比照材料（SRMs）。
试块用NIST已标定的标准试验机器标定。
NIST标准的主要优点是HRC级别与世界上其他的工业国家一致。
NIST的HRC标准材料的硬度要比过去75年美国使用的标准硬度等级稍微高一些。
E18的修订版要求洛氏硬度压头和机器的所有性能校验必须用NIST洛氏硬度标准的试块进行标定。
这可以通过使用由NIST标准标定的商业试块或者直接使用NIST的标准参考材料来实现。
这个需求将只应用于NIST提供原始的标准块洛氏标尺。
注2：
最初的标准版本规定钢球是标准类型的洛氏压球。
从这个版本开始，硬质合金球作为标准类型压球。
用硬质合金球测得的洛氏硬度要更准确，因为随着使用，钢球会变平，从而导致试验结果出现偏差。
使用者要注意洛氏硬度试验中钢球和硬质合金球使用时将得到不同的结果。
例如，根据材料试验和它的硬度级别，洛氏B标尺试验中，使用硬质合金球要比使用钢球得到的数值更低。
2参考文献
2.1ASTM标准
A370钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义
B19弹药筒用黄铜片、带、板、棒和圆盘（坯料）标准规范
B36/B36M黄铜板、薄板、带材及轧制棒材标准规范
B96一般用途和压力容器用铜硅合金板材、薄板、带材和轧制棒材的标准规范
B97一般用途用铜硅合金板材、薄板、带材和轧制棒材的标准规范
B103/B103M磷青铜板、薄板、带材和轧制的型材
B121/B121M含铅黄铜中厚板、薄板、带材和轧制棒材标准规范
B122/B122M铜镍锡合金、铜镍锌合金（镍银）和铜镍合金板、薄板、带材及轧制棒材标准规范
B130弹头壳商品青铜带材
B134黄铜丝
B152铜薄板、带材、中厚板及轧制棒材
B291铜锌锰合金（锰黄铜）薄板、带材
B370建筑结构用铜薄板和带材
E4试验机的力验证
E29使用试验数据中重要数字以确定对规范的适应性的操作规程
E140金属标准硬度换算表
E691为测定试验方法精密度开展的实验室间的研究
1本实验方法属于ASTME2机械实验法委员会的管理之下，且小组委员会直接负责E28.06压痕硬度实验。
当前版本批准时间为2005年4月1日。
出版日期2005年4月.最初批准时间为1932年。
最后的之前版本E18–03e1批准时间为2003年。
2在本试验方法中，术语“洛氏”引用了国际性公认类型章节3中的压痕硬度实验，而不是特殊制造商的硬度实验要求。
3如参考ASTM标准，请访问ASTM网站www.astm.org,。
如需要ASTM标准年刊卷宗信息，联系ASTM客户服务部信箱service@astm.org，参考ASTM网站参考标准文件的摘要页码。
4撤销。
3术语
3.1定义
3.1.1标定：
通过与一个基准仪表所指示的数值或一批参考标准值相比较来确定重要的参数值。
3.1.2洛氏硬度数，HR——当压头上的力从规定的初始试验力增加到总试验力然后又回到初始试验力时，从压痕深度的净增量推算出的数值。
3.1.2.1讨论－压头：
洛氏硬度试验用压头包括圆锥形金钢石压头和一些规定直径的球压头。
硬质合金球作为对于所有洛氏硬度试验的标准类型压头。
钢球压头只在产品规范中规定或者具有特殊协议时使用。
3.1.2.2讨论：
洛氏硬度数总是用一个表示所采用的压头、试验力的符号来标出。
硬度值后面是符号HR和标尺代号。
当采用球压头时，标尺代号后字母“W”代表硬质合金球，字母“S”代表钢球。
3.1.2.3例如：
64HRc=洛氏硬度c标尺的洛氏硬度值为64。
81HR30N=洛氏硬度30N标尺的表面洛氏硬度值为81。
72HRBW＝洛氏硬度B标尺使用硬质合金压头的洛氏硬度值为72。
3.1.3洛氏硬度试验：
一种压痕硬度试验，试验时使用已标定的试验机，在规定条件下分两步操作将一个球形金钢石压头或淬硬钢球压入材料表面内，并在规定的初试验力及总试验力条件下测量压痕的残余深度。
3.1.4表面洛氏硬度试验——除采用较小的初试验力及总试验力外，均与洛氏硬度试验相同。
3.1.5校验——进行检查或试验以保证符合技术规范。
4意义和使用
4.1洛氏硬度试验是一个依据经验的压痕硬度试验。
洛氏硬度试验对于金属材料提供有用的信息。
这个信息能够与金属材料的拉伸性能、抗磨损性、延展性以及其他物理性能有关，在质量控制和材料选择时是非常有用的。
4.2洛氏硬度试验是在部件特定位置进行，不代表整个部件以及最终产品的物理性能。
4.3洛氏硬度试验在商业交货时被认为是满意的并且可接受的试验项目，已经广泛用于工业生产中。
4.4如果对于选定的洛氏硬度标尺原始对比试块可从NIST获得，洛氏硬度压头和试验机必须使用符合NIST洛氏硬度标准的试块进行校准。
A．洛氏硬度和洛氏表面硬度试验概述及试验方法
5试验和设备原理
5.1一般原理：
洛氏硬度试验的一般原理如图1（金刚石压头）和图2（钢质压头）及表1和表2所示。
表面洛氏硬度试验的一般原理如图3（金刚石压头）和图4（钢质压头）及表3和表4所示。
5.1.1见设备的操作说明书中对于机器的性能、极限以及各自的操作方法的描述。
典型的各种硬度标尺的应用见表5和表6。
洛氏硬度值通常依照这些标准标尺中的一个来测定和报出。
压头在指定条件下（参见第7部分）分两步压入试样表面，压入深度的差值为e。
试样表面
硬度刻度
图1使用金刚石压头的洛氏硬度试验（RC示例）（见表1）
5.1.2对于洛氏硬度和洛氏表面硬度试验e的单位尺寸分别为0.002mm和0.001mm。
根据e值，可以得到洛氏硬度值。
洛氏硬度值不是作为一个单独的数报出是因为必须指出从事试验的压头和力（参见Table5和Table6）.。
试样表面
硬度刻度
图2使用球形压头的洛氏硬度试验（RB示例）（表2）
表1与图1相对应的符号和名称
序号
符号
名称
1
2
3
4
5
6
7
8
9
－
－
P0
P1
P
－
－
e
xxHRC
金刚石压头锥角（120o）
锥尖曲率半径为0.200mm
初试验力＝10kgf（98N）
主试验力＝140kgf（1373N）
总试验力＝P0＋P1＝10＋140＝150kgf（1471N）
只在初试验力下的压痕深度
在主试验力作用下增加的压痕深度
在初试验力下去除主试验力后增加的深度，以0.002mm为单位
C标尺洛氏硬度＝100－e
表2与图2相对应的符号和名称
序号
符号
名称
1
3
4
5
6
7
8
9
D
P0
P1
P
－
－
e
xxHRB
球的直径＝1/16英寸（1.588mm）
初试验力＝10kgf（98N）
主试验力＝90kgf（883N）
总试验力＝P0＋P1＝10＋90＝100kgf（981N）
只在初试验力下的压痕深度
在主试验力作用下增加的压痕深度
在初试验力下去除主试验力后增加的深度，以0.002mm为单位
洛氏B标尺硬度＝130－e
5.2试验机和试验方法说明：
进行洛氏硬度试验的试验者通过两种指定力（初试验力和总试验力）下的有效深度差来进行硬度试验。
图3使用金刚石压头的洛氏表面硬度试验（R30N示例）（见表3）
图4使用球形压头的洛氏硬度表面试验（R30T示例）（表4）
表3与图3相对应的符号和名称
序号
符号
名称
1
2
3
4
5
6
7
8
9
－
－
P0
P1
P
－
－
e
xxHR30N
金刚石压头锥角（120o）
锥尖曲率半径为0.200mm
初试验力＝3kgf（29N）
主试验力＝27kgf（265N）
总试验力＝P0＋P1＝3＋27＝30kgf（294N）
只在初试验力下的压痕深度
在主试验力作用下增加的压痕深度
在初试验力下去除主试验力后增加的深度，以0.001mm为单位
30N力下洛氏硬度＝100－e
5.2.1洛氏硬度试验一般分为两类：
洛氏硬度试验和洛氏表面硬度试验。
5.2.2在洛氏硬度试验中，初试验力为10kgf（98N），总试验力为60kgf（589N），100kgf（981N），150kgf（1471N）。
在洛氏表面硬度试验中，初试验力为3kgf（29N），总试验力为15kgf（147N），30kgf（294N），45kgf（441N）。
对于两种试验压头的形状为圆锥形或球形。
标尺随着总试验力以及压头类型变化。
表4与图4相对应的符号和名称
序号
符号
名称
1
3
4
5
6
7
8
9
D
P0
P1
P
－
－
e
xxHR30N
球的直径＝1/16英寸（1.588mm）
初试验力＝3kgf（29N）
主试验力＝27kgf（265N）
总试验力＝P0＋P1＝3＋27＝30kgf（294N）
只在初试验力下的压痕深度
在主试验力作用下增加的压痕深度
在初试验力下去除主试验力后增加的深度，以0.001mm为单位
30N力下洛氏硬度＝100－e
5.2.3深度差一般通过电子设备或者千分尺测量。
从表盘读出的硬度值是与由两个重叠压痕引起的压入深度相关的数值；因为标尺是反向的，故材料越硬数值越高。
5.2.4依照硬度试验机制造商提供的操作说明书，首先施加一个初试验力，从而导致样品产生一个初始压痕。
由于施加初试验力后深度不同，因此将刻度盘上的指针调到零。
对于数字读数设备，零点通过电子自动化实现。
设备必须设计成能够消除施加初试验力的影响。
5.2.5主试验力必须施加一定的时间，然后移除。
返回初试验力，将压头保持在最深压痕位置，允许弹性回复，计算不考虑框架的伸展。
试验结果能够从试验机上读出。
5.3压头
5.3.1标准洛氏压头为圆锥形金刚石压头或者直径为1.588mm（1/16英寸），3.175mm（1/8英
寸），6.350mm（1/4英寸）以及12.70mm（1/2英寸）的硬质合金球。
钢质压头只应用于产品规范中特殊要求或者有特殊协议的时候。
金刚石压头应符合13.1.2.1中的要求。
球状压头应符合13.1.2.2中描述的要求。
5.3.2灰尘、污垢、油脂及鳞皮都不允许堆积在压头上，因为这会影响试验结果。
5.4试验台：
应采用适合试验试样的试验台。
所有试验台的支座及支承表面应清洁并且光滑，而且应无蚀坑、严重擦痕以及其他物质。
如果符合6．3关于厚度的规定，则无压入试验台的危险；但是如果试样很薄，致使压痕在其底面显示出来，则可能会损伤试验台。
损伤也可能由于试验台与压头的偶然接触而产生。
如果试验台由于任何原因而损伤，应将其更换。
试验台上显示最小可察觉到的压痕，对薄的材料即产生不准确的试验结果。
5.4.1圆柱形试样应该采用V形槽试验台进行试验，它可以将试样直接支承在压头下面，或是将试样放在正确定位的坚硬、平行的一对圆柱体上，并在其基座上夹紧。
5.4.2平板试样应在一个具有平滑支承表面的试验台上试验，其平面垂直压头轴线。
5.4.3对于不十分平整的薄材料或试样，可采用一个具有直径约为1／4英寸（6毫米）提升平台的试验台。
该平台应磨光且平滑，且洛氏硬度至少应为60HRC。
极软材料不应在这种试验台上试验，因为不管试样厚度如何，所加力可使试验台透入试样底面。
5.4.4当用球状压头试验薄片材料时，推荐使用金刚石平台试验台。
注3——注意：
金刚石平台试验台应仅对于表面硬度试验机和球状压头时使用。
除非材料规范上有其他规定，否则应该遵守这个建议。
5.5试块——满足C部分中所规定要求的试块可用来定期检验硬度试验机的准确度。
6试样
6.1试验应在一个平滑的表面上进行，表面上应无氧化皮和其他物质，尤其是应完全没有润滑剂。
对于活性金属，比如钛，可以粘附到压头上。
在这样的情况下，可以使用合适的润滑剂比如煤油。
使用润滑剂应在试验报告中提出。
6.2试样制备时应尽量控制任何可引起表面硬度变化的情况（比如由冷热加工引起的）。
6.3试样或者试验层的厚度见表7－9中规定，图解见图5和图6中提出的表10。
这些表格基于碳钢的研究并给出可信的结果。
对于所有的材料，使用金刚石压头时，推荐厚度应超过压入深度的10倍，使用球状压头时，推荐厚度应超过压入深度的15倍。
通常，压痕的另一面应没有明显的变形，尽管不是所有这样的情况都会导致不好的试验结果。
6.4对于试验圆柱表面，表11－14给出修订。
对于球状和圆柱表面试验修订应依照特殊协议。
当试验圆柱样品，试验精度将受升降丝杆、V型试验台、压头、表面加工以及圆柱平直度影响。
对于表中给出的直径，修正因素可以通过线性内插法得出。
直径比表11－14中给出的更小的试样试验不允许进行。
6.5注意材料具有过多的时依塑性（压痕蠕变）：
如果材料在施加总试验力之后有塑性流动，
压头将继续移动。
压头必须在规定的停留时间后移除，如果时间大于3s，应在试验结果后记录停留时间（比如65HRFW，4s）。
如果材料需要使用超过3s的停留时间，应在产品说明书中规定。
表5洛氏硬度标尺
标尺符号
压头
总试验力（kgf）
刻度盘
典型应用
B
C
A
D
E
F
G
H
K
L
M
P
R
s
V
1/16英寸（1.588mm）金刚石球
金刚石
金刚石
1/8英寸（3.175mm）球
1/16英寸（1.588mm）球
1/16英寸（1.588mm）球
1/16英寸（1.588mm）球
1/8英寸（3.175mm）球
1/8英寸（3.175mm）球
1/4英寸（6.350mm）球
1/4英寸（6.350mm）球
1/4英寸（6.350mm）球
1/2英寸（12.70mm）球
1/2英寸（12.70mm）球
1/2英寸（12.70mm）球
100
150
60
100
100
60
150
60
150
60
100
150
60
100
150
红
黑
黑
黑
红
红
红
红
红
红
红
红
红
红
红
铜合金，低碳钢，铝合金，韧性铁等
钢，硬铸铁，珠光体韧性铁，钛，深淬硬钢以及其他硬度超过B100的材料
硬质合金，薄钢，浅淬硬钢
薄的钢，中等淬硬钢以及珠光体韧性铁
铸铁，铝锰合金，轴承材料
退火铜合金，软的薄片材料
韧性铁，铜-镍-锌和铜-镍合金。
上限为G92以防止压球变形。
铝，锌，铅
轴承金属以及其他非常软或薄的材料。
用最小的球和最大的力，从而不会对试验台产生影响。
（L-V项）
表6洛氏表面硬度标尺
总试验力
kgf（N）
标尺符号
N标尺，金刚
石压头
T标尺，1/16英寸
（1.588mm）球
W标尺，1/8英寸
（3.175mm）球
X标尺，1/4英寸
（6.350mm）球
Y标尺，1/2英寸
（12.70mm）球
15（147）
30（294）
45（441）
15N
30N
45N
15T
30T
45T
15W
30W
45
15X
30X
45X
15Y
30Y
45Y
表7使用金刚石压头时选择标尺的最小厚度指导（见图5）
注1：
对于任何给定的厚度，给出的洛氏硬度为用于试验的最小值。
对于任何给定的硬度，符合该硬度的、厚度更大的材料都可以在指定标尺上试验。
最小厚度
洛氏硬度标尺
A
C
英寸
毫米
近似的C标尺硬度*
刻度读数
0.014
0.016
0.018
0.020
0.022
0.024
0.026
0.028
0.030
0.032
0.034
0.036
0.038
0.040
0.36
0.41
0.46
0.51
0.56
0.61
0.66
0.71
0.76
0.81
0.86
0.91
0.96
1.02
－
86
84
82
79
76
71
67
60
－
－
－
－
－
－
69
65
61.5
56
50
41
32
19
－
－
－
－
－
－
－
－
－
69
67
65
62
57
52
45
37
28
20
*这些近似硬度值时用于选择一个合适的标尺，而不是用于硬度换算。
比如必须将试验硬度换算为其他标尺，参考硬度换算表E140（布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、洛氏表面硬度以及努氏硬度间相互关系）。
7程序
7.1作为实验程序的一部分，应进行定期校验。
详见14章中的建议。
表8使用1/16英寸（1.588mm）球状压头时选择标尺的最小厚度指导（见图6）
注1：
对于任何给定的厚度，给出的洛氏硬度为用于试验的最小值。
对于任何给定的硬度，符合该硬度的、厚度更大的材料都可以在指定标尺上试验。
最小厚度
洛氏硬度标尺
A
C
英寸
毫米
近似的C标尺硬度*
刻度读数
0.022
0.024
0.026
0.028
0.030
0.032
0.034
0.036
0.038
0.040
0.56
0.61
0.66
0.71
0.76
0.81
0.86
0.91
0.96
1.02
－
98
91
85
77
60
－
－
－
－
－
72
60
49
35
21
－
－
－
－
－
94
87
80
71
62
52
40
28
－
*这些近似硬度值时用于选择一个合适的标尺，而不是用于硬度换算。
比如必须将试验硬度换算为其他标尺，参考硬度换算表E140（布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、洛氏表面硬度以及努氏硬度间相互关系）。
7.2试验一般在50～95oF（10～35℃）的环境中进行。
而且，因为温度变化可能影响试验结果，使用者应将温度控制在一个较小的范围内。
7.3试样应严格地固定以免在试验过程中由于产生偏移从而影响试验结果。
7.4压头和试样接触，在没有冲击或者振动的情况下，当在垂直方向上施加初试验力P0（小负载），对于洛氏硬度试验为10kgf（98N），对于洛氏表面硬度试验为3kgf（29N）。
（试验力公差见表15）。
初试验力停留时间应不超过3s。
表9使用金刚石压头时选择标尺的最小厚度指导（见图5）
注1：
对于任何给定的厚度，给出的洛氏硬度为用于试验的最小值。
对于任何给定的硬度，符合该硬度的、厚度更大的材料
都可以在指定标尺上试验。
最小厚度
洛氏硬度标尺
15N
30N
45N
英寸
毫米
硬度
读数
近似的硬度B
标尺*
硬度
读数
近似的硬度B
标尺*
硬度
读数
近似的硬度B
标尺*
0.006
0.008
0.010
0.012
0.014
0.016
0.018
0.020
0.022
0.024
0.026
0.028
0.030
0.15
0.20
0.25
0.30
0.36
0.41
0.46
0.51
0.56
0.61
0.66
0.71
0.76
92
90
88
83
76
68
－
－
－
－
－
－
－
65
60
55
45
32
18
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
82
78.5
74
66
57
47
－
－
－
－
－
－
－
65
61
56
47
37
26
－
－
－
－
－
－
－
77
74
72
68
63
58
51
37
20
－
－
－
－
69.5
67
65
61
57
52.5
47
35
20.5
－
*这些近似硬度值时用于选择一个合适的标尺，而不是用于硬度换算。
比如必须将试验硬度换算为其他标尺，参考硬度换算表E140（布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、洛氏表面硬度以及努氏硬度间相互关系）。
表10使用1/16英寸（1.588mm）球状压头时选择标尺的最小厚度指南（见图6）
注1：
对于任何给定的厚度，给出的洛氏硬度为用于试验的最小值。
对于任何给定的硬度，符合该硬度的、厚度更大的材料都可以在指定标尺上试验。
最小厚度
洛氏硬度标尺
15N
30N
45N
英寸
毫米
硬度
读数
近似的硬度B
标尺*
硬度
读数
近似的硬度B
标尺*
硬度
读数
近似的硬度B
标尺*
0.010
0.012
0.014
0.016
0.018
0.020
0.022
0.024
0.026
0.028
0.030
0.25
0.30
0.36
0.41
0.46
0.51
0.56
0.61
0.66
0.71
0.76
91
86
81
75
68
－
－
－
－
－
－
93
78
62
44
24
－
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80
72
64
55
45
34
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96
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43
28
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53
43
31
18
4
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99
90
80
70
58
45
32
－
*这些近似硬度值时用于选择一个合适的标尺，而不是用于硬度换算。
比如必须将试验硬度换算为其他标尺，参考硬度换算表E140（布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、洛氏表面硬度以及努氏硬度间相互关系）。
7.5确定基准位置（见生产厂说明手册）在没有冲击和振动的情况下增加力，增加主试验力的大小停留1～8s，对于一个给定的硬度标尺P1（主试验力）必须达到需要的总试验力P（见表5和表6）。
7.6当移除主试验力P1，保持初试验力P0时，依照以下规定：
7.6.1对于在试验条件
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