洛氏與布氏硬度計是材料硬度測試中應(yīng)用廣泛的兩種儀器,其原理、公式及應(yīng)用范圍存在顯著差異。
洛氏硬度計以壓痕深度為測量核心,采用分階段施力模式:先施加10kgf預(yù)載荷建立基準(zhǔn)零點,再疊加主載荷(總載荷根據(jù)標(biāo)尺不同分為60kgf、100kgf、150kgf等),卸載主載荷后測量殘余壓痕深度增量。其硬度值計算公式為HR=N-(h/S),其中N為標(biāo)尺常數(shù)(如HRC標(biāo)尺N=100),h為壓痕深度差,S為標(biāo)尺單位(0.002mm)。該儀器通過金剛石圓錐(120°頂角)或鋼球(直徑1.588mm)壓頭適配不同材料,例如HRC標(biāo)尺用于淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等高硬度材料,HRB標(biāo)尺用于退火銅合金、軟鋼等中低硬度材料。其優(yōu)勢在于壓痕?。ㄖ睆郊s0.1-0.3mm)、操作快捷,可直接讀取數(shù)值,適合成品、薄件及表面硬化層檢測,但受材料組織均勻性影響較大。
布氏硬度計則基于壓痕表面積計算硬度,采用直徑10mm、5mm等硬質(zhì)合金球壓頭,在3000kgf、1500kgf等大載荷下壓入材料表面,保持規(guī)定時間后卸載,通過測量壓痕直徑d計算硬度值。其公式為HB=2F/[πD(D-√(D²-d²))],其中F為試驗力,D為壓頭直徑。該儀器壓痕大(直徑約2-6mm),能反映材料整體硬度,結(jié)果穩(wěn)定性高,但易損傷試樣,僅適用于硬度較低(HB≤450)的退火鋼、鑄鐵、有色金屬等粗晶粒材料,不適用于薄件或高硬度材料。
應(yīng)用場景對比:洛氏硬度計因標(biāo)尺多樣、操作高效,廣泛應(yīng)用于機械制造、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的成品檢測;布氏硬度計則因壓痕大、精度高,多用于原材料、厚件的質(zhì)量控制及科研分析。