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試驗原理

洛氏硬度試驗通過特定壓頭，在規定試驗力下將其壓入金屬材料表面，以壓痕深度表征材料硬度。試驗分三個關鍵步驟：先施加初試驗力 F?，使壓頭與試樣表面良好接觸并形成基準壓痕深度，此階段 F?取值 98.07N 用于常規洛氏硬度試驗，29.42N 用于表面洛氏硬度試驗；接著施加主試驗力 F?，與初試驗力共同作用，總試驗力范圍在 588.4N - 1471N，進一步壓入試樣；隨后卸除主試驗力 F?，僅保留初試驗力 F?，測量此時的殘余壓痕深度差 h。洛氏硬度值計算公式為 HR = N - h/S，其中 N 為常數，對于 A、C、D、N、T 等標尺，N = 100，其余標尺 N = 130；S 同樣是常數，常規洛氏硬度 S = 0.002mm，表面洛氏硬度 S = 0.001mm。常用壓頭有兩種，即錐角 120° 的金剛石圓錐體，以及直徑 1.588mm 的鎢碳化合物球（HR30TSm/HR15TSm 測試除外）。不同壓頭與試驗力組合對應多種標尺，如 A、B、C、D、E、F、G、H、K、15N、30N、45N、15T、30T、45T 等，滿足各類金屬材料的硬度測試需求。

試驗設備

洛氏硬度計是執行試驗的核心設備，其精度直接左右試驗結果準確性。硬度計需定期校準，嚴格符合相關計量標準。使用前，應依據對應計量規范，對硬度計進行全面日常檢查，涵蓋壓頭狀態、試驗力準確性、深度測量裝置精度及表盤指針靈活性等項目。壓頭不得有磨損、變形，否則會導致壓痕異常，影響硬度測量精度。試驗力必須精準且穩定，偏差控制在標準允許范圍內，深度測量裝置分辨率要達標，確保能精確測量殘余壓痕深度差，保障試驗結果可靠。

試樣要求

試樣表面應平整光滑，粗糙度建議 Ra 不大于 1.6μm，避免存在氧化皮、油污、加工痕跡等，以免干擾壓痕形成，影響測量結果。試樣厚度需足夠，防止試驗時發生明顯變形或被壓穿。對于薄板或薄壁材料，可通過疊加或鑲樣等方式滿足厚度要求。以金剛石圓錐壓頭試驗為例，試樣或試驗層厚度應不小于殘余壓痕深度的 10 倍；使用球壓頭時，該厚度應不小于殘余壓痕深度的 15 倍，除非能證明較薄試樣對結果無影響。同時，試樣應具代表性，能真實反映被檢測金屬材料性能，從大塊材料取樣時，遵循隨機且均勻原則。

試驗程序

將試樣穩固放置在硬度計工作臺上，確保壓頭軸線與試樣表面垂直，防止試驗時試樣位移。按照標準，先平穩施加初試驗力 F?，待指針或讀數穩定后，緩慢施加主試驗力 F?，達到規定值后保持一定時間，使壓痕充分形成。隨后平穩卸除主試驗力 F?，在初試驗力 F?作用下，讀取并記錄殘余壓痕深度差 h，通過計算或直接從硬度計表盤讀取洛氏硬度值。為提高結果準確性，應在試樣不同位置進行多次測量，一般不少于三點，各測試點間距至少為壓痕直徑的 4 倍，且不小于 2mm，測試點與試樣邊緣距離至少為壓痕直徑的 2.5 倍，且不小于 1mm，最后取平均值作為材料的洛氏硬度值。

試驗報告

試驗報告應詳實記錄試驗相關信息，包括試樣信息，如材料名稱、牌號、規格、取樣部位等；試驗設備信息，如硬度計型號、編號、校準日期等；試驗條件，如選用的標尺、試驗力、試驗溫度（標準要求控制在 23±5℃）等；試驗結果，即各測試點硬度值及平均值，必要時記錄硬度值離散程度。規范完整的試驗報告，不僅呈現試驗結果，更為后續材料性能分析、質量追溯等提供有力支撐。

ISO 6508-1:2023 通過對洛氏硬度試驗各環節的嚴格規范，為金屬材料硬度檢測提供了科學、可靠方法。實際操作中，務必嚴格遵循標準要求，以獲取準確且具參考價值的試驗數據，助力金屬材料在生產、加工及應用等環節的質量管控與性能優化 。