解析造成洛氏硬度值不准确的原因Word版

洛氏硬度计使用中常见的问题及处理方法
洛氏硬度计虽然结构简单,操作方便,但如果长期操作不当,检验硬度失准,将使产品质量受到很大影响,带来不良后果。

现将我们在检定中常见的几种误差及处理方法介绍如下:
一、人为误差:
1、操作人员技术熟练程度不够,实践经验较差,应由熟悉硬度计的人员使用;
2、加荷过快,持荷时间短,低硬度的零件硬度偏高,而加荷过慢,持荷时间长,硬度偏低,操作时加荷应平整,保持一定加荷时间。

二、被测零件影响的因素:
1、不同的表面光洁度在洛氏硬度测试时,表现出不同的影响。

表面光洁度愈低,高硬度测试时其硬度愈高,反之硬度越低,有刀痕的粗糙表面,淬火时首先最快冷却,或很坚硬的表层,硬度值就高。

反之,调质件高温回火时,有刀痕的表层组织先转变,抗回火的能力小,硬度值就低。

在测试表面光洁度Δ7以下的零件时,必须使用废砂轮精磨,再用锉刀锉磨光滑,或用细的手砂轮磨光,然后揩擦干净。

2、热处理零件表面有盐渍、沙子等物,当加负荷时,零件会产生滑移,若有油腻存在,金刚头压入时起润滑作用,减小磨擦,增加压深。

这两项原因使所测硬度值偏低。

零件测试的部位氧化皮蔬松层薄的硬度值降低,氧化皮致密层厚的硬度值增高。

对欲测硬度的零件必须去除氧化皮,揩擦干净,不得有脏物。

3、斜面(或锥度)、球面及圆柱体零件对硬度测试的误差较平面大。

当压头压入这种零件表面时,压入处四周的抗力比平面小,甚至有偏离、滑移的现象,压深增大,硬度降低。

曲率半径愈小,斜度愈大,硬度数值的降低愈显著。

金刚石压头也容易损坏。

对这类零件要设计专用工作台,使工作台和压头同心。

洛氏硬度计的计量检测与常见故障分析作者：李明远来源：《科技创新导报》2020年第08期摘要：现如今随着工业的发展，各种金属材料在各种场合当中得到了广泛的应用，但由于使用的场景不同，对于材料的强度要求也不同，而硬度作为衡量金属软硬度的重要指标，正确而又有效的计量检测就成为了相关材料使用的重要参考标准。

我们就以洛氏硬度计检测为例，介绍金属硬度检测相关的流程以及常见故障造成的原因及排除方法分析。

关键词：金属硬度洛氏硬度检测故障与排除中图分类号：F203 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）03（b）-0079-02硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，它既能理解为材料抵抗弹性变形、塑形变形或破坏的能力，也可以表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。

作为检测对象而言，硬度代表着在一定压力和负载情况下材料反映出的弹性强度，塑形性，韧性等各种物理指标的综合性能，而通过硬度实验可以反映相关材料在不同化学成分、组织结构、热处理工艺条件下的差异，因此硬度检测被广泛应用于材料检测过程当中。

而洛氏硬度检测计，被广泛应用到各种检测项目当中，本文将侧重对硬度检测器的维修和故障排查进行分析，希望能帮助大家更好地使用相关设备。

1 洛氏硬度计在硬度检测当中的应用实际生产生活中对于各种金属材料硬度的检测，其检测方法可以分为静压法、划痕法、回跳法及显微硬度、高温硬度等多种方法，但得益于操作简单、测量迅速、工作效率高的特点，洛氏硬度检测实验成为了最常用的金属硬度检测方法，正由于试验机器体积小，压痕较小，对于检测部件造成的影响也较小，因此其在工业加工尤其是加工半成品检测线上会被经常使用。

2 造成检测出现误差非设备原因分析造成检测出现误差的原因多种多样，虽然洛氏硬度计结构简单，操作方便，但如果长期操作不当，其校验的结果也会出现较大误差，对于产品的质量的判定会有较大影响，在进行故障排查之前，首先要考虑其他方面可能导致的误差原因。

洛氏硬度测量粗大误差的原因及措施胡剑锋; 尹中秋; 毛喆; 黄天勇【期刊名称】《《热处理技术与装备》》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】3页(P53-55)【关键词】洛氏硬度; 粗大误差; 稳定性【作者】胡剑锋; 尹中秋; 毛喆; 黄天勇【作者单位】中国人民解放军驻一二四厂军事代表室河南郑州450005; 航空工业郑飞公司热表厂河南郑州450005【正文语种】中文【中图分类】TG113.25+1在热处理生产过程中，硬度测量是必不可少的环节，其中洛氏硬度因操作便捷，测量值可直接在表盘上或数字显示，在大量生产中广泛使用。

洛氏硬度涉及A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T共11项标尺，虽然各标尺所用的载荷和硬度计的针头不同，其测量原理都是一致的。

在硬度测量时，存在不可避免的测量系统误差，但也存在一定的粗大误差，粗大误差是指超出规定条件下的测量误差，对测量结果产生明显歪曲的数值[1]。

即在日常对制件进行洛氏硬度测量时，不是因为组织不均匀的原因，却出现个别测量值偏高或偏低的现象。

1 洛氏硬度测量原理洛氏硬度试验原理图见图1。

图1 洛氏硬度试验原理图Fig.1 Principle diagram of rockwell hardness test从图1的洛氏硬度试验原理图可以看出，洛氏硬度测量时，是在初试验力F0及主试验力F1作用下，将硬度计针头压入制件表面，然后卸除主试验力F1，在初试验力F0下测量残余压入深度h计算洛氏硬度。

在F0和F1作用下，将硬度计针头压入制件，此时制件产生了弹性变形和塑性变形。

针头达到一定深度，卸除F1后，此时发生弹性变形的部分恢复原状，针头回复一定深度，此时的残余压入深度是制件发生塑性变形所产生的。

可以看出，洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。

塑性变形越大，则残余压入深度也大，对应的硬度值低，反之，塑性变形小，残留压入深度则小，对应的硬度值也高。

2 影响测量粗大误差的因素影响洛氏硬度测量结果的偏差因素比较多，本文重点讨论在生产操作中造成的测量误差，对硬度计自身的故障造成硬度测量结果的偏差在此不进行论述。

洛氏硬度计示值误差的原因分析洛氏硬度计在许多企事业单位中都有大量使用，是许多工厂和检测机构作为质量管理和质量控制的一种常用的检测仪器，也是我们计量检定人员经常接触的计量仪器。

以下的一例对洛氏硬度计示值误差的原因分析也许会对我们的工作有一定的启发。

笔者对某五金厂一台洛氏硬度计进行计量检定。

该硬度计是一台型号为HR-150的洛氏硬度计，有HRA，HRB，HRC三个标尺，买回来有几年了，每年都有进行定期的计量检定。

作为后续检定，我根据JJG112-2003 金属洛氏硬度计检定规程，对该硬度计的外观、加力速度，试样位移和机架变形，硬度计示值等检定项目进行了检定，一切正常。

当我准备离开时，该厂的技术主管来到现场向我反映使用该硬度计对他们厂的产品进行测量时，其结果偏小，与他们产品的要求相差较大，因此怀疑该硬度计的示值有问题，并希望我能帮他们找一下原因。

知道这种情况之后，我也觉得有些奇怪，于是向对方解释这台硬度计刚通过检定，其各项性能指标都符合检定规程的要求，不太可能是仪器的问题，同时也表示愿意帮客户分析找出原因。

了解到其产品在硬度方面的要求是（27±2）HRC。

为了消除对方的疑虑，又拿出了标准洛氏硬度块当着对方的面对该硬度计的硬度示值测了几点，发觉该硬度计的示值与标准值相比大了0.8HRC，而不是像对方所反映的示值误差偏小，其示值误差和示值的重复性均符合检定规程要求。

为了保险起见，我又对该硬度计的升降丝杠轴线与主轴轴线的同轴度以及主轴与试台台面的垂直度等两项应该在首次检定中检定的项目也检查了，其结果也都符合检定规程的要求。

随后为了逐项找出原因，我又让对方的试验员当场用我带来的标准硬度块测了几点，结果也符合检定规程要求。

通过以上方法，基本排除了仪器误差和人员操作的原因。

在排除了仪器误差和人员操作的原因之后，对方也表示其原材料采购于正规厂家，而且进货时也有试验，出现问题的机会较小，但做成产品来试验时，却发现其硬度值偏低得严重。

洛氏硬度计故障及维修本文主要分析在JJG112-2003金属洛氏硬度计检定规程依据下，洛氏硬度计检定中注意事项和故障的分析与排除。

一前言金属洛氏硬度计以下简称硬度计适用于各种金属材料的硬度测定，它的试验原理是在初试验力F0及总试验力F先后作用下，将压头压力试样表面，卸除主试验力F1，测量保留初试验力时的压痕残余深度h。

二硬度计检定中注意的问题HR-150型洛氏硬度检定之前，先不要用硬度块去测硬度计的示值误差，首先确定被检定硬度计的工作状态是否在正常工作状态，这就需要注意以下几点问题1、确定硬度计安装位置是否水平，判断方法：打开砝码后盖，检查砝码是否自由铅垂，在加载过程中，不能碰到两内侧或底托。

2、查看吊杆位置是否正常，判断方法：用HRC高硬度块其它也行加上初试验力时指针已转动三圈，这时再向上压，让指针再转半圈，在三圈半正负10 格之内，说明吊杆位置正常，如不正常，调节方法：①调节砝码吊杆长度，将吊杆上两个调节螺钉上下调节，调到正常工作位置；②调整杠杆的高度，方法是：打开上盖板，取下前面的指示装置百分表松开前面和顶上两个固定杠杆高度的螺丝，再调节顶上沉孔中两螺丝，明显可以看到杠杆向上或向下运动，可以调到合适位置，在固紧四个定位螺钉。

3、检查硬度计的缓冲装置是否在4～6秒内完全加载，调节方法：打开后盖，看到缓冲装置，内有一可调节钮，调节它可以调节缓冲快慢，若缓冲器中无油或缺油加载时会有冲击声音，就要向缓冲器中加液压油，加油时要把防尘圈撬起最好用油抢加油，加油量即可。

4、加载动作是否正常。

以上都正常还要看加载动作是否正常，在负载转换中能正常，60、100、150之间转换，若不能则需调整砝码位置，这在对测 HRA、HRB硬度时有影响。

HRA与HRC压头是一样的，HRB为Ф1.588mm的钢球，在测HRB时应注意：HRB的硬度值很小，被测物很软，若正常测量时，HRB硬度值偏高，有可能是Ф1.588mm 的钢球变形，需更换，在万一没能更换时，可以取下钢球重新装一次试试，在检定HRA、HRB、 HRC时要注意负载之间转换。

洛氏硬度计计量校准误差分析黎泽源发布时间：2021-08-22T08:57:51.448Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：黎泽源[导读] 洛氏硬度计适用于各种材料的硬度测量，具有结构简单、操作方便等优势，但在使用过程中，由于各种因素的影响，硬度计难免会出现误差。

随着与国际接轨步伐的加快，测量不确定度越来越受到重视广州市番禺质量技术监督检测所 511400摘要：洛氏硬度计适用于各种材料的硬度测量，具有结构简单、操作方便等优势，但在使用过程中，由于各种因素的影响，硬度计难免会出现误差。

随着与国际接轨步伐的加快，测量不确定度越来越受到重视。

一些外资企业、国内外认证机构不但要求提供目前我国通用的检定证书，还要求提供校准报告，包括测量不确定度报告。

测量不确定度计算方法的应用越来越重要。

关键词：金属硬度；洛氏硬度；校准；误差分析引言：影响洛氏硬度计测量结果准确性的因素很多，如金刚石压头角度的大小、负荷（力值）误差、加荷速度的快慢、负荷持续时间的长短、主轴位移测深装置误差以及机架变形等，它们对洛氏硬度计测试结果准确性的影响偶尔是独立的，更多的是相互交叉重叠而产生的综合现象。

因此在处理硬度计各种影响因素时既要独立判断某一因素的影响量，又要综合分析各种因素之间的相互关系，作出正确判断，以免洛氏硬度计的测量结果存在较大的不确定度。

一、概述1.金属洛氏硬度计工作原理金属洛氏硬度计的工作原理是用金刚石圆锥头（锥角120°，顶端球面半径为0．2mm）或一定直径的钢球作为压头，在预负荷F0和总负荷F先后作用下，压入试样表面，卸载主试验力F1，测量保留初试验力时的压痕残余深度h。

洛氏硬度计计算公式与标尺如图1所示。

图12.测量依据JJG112-2013《金属洛氏硬度计（A，B，C，D，E，F，G，H，K，N，T标尺）》检定规程。

3.环境温湿度条件温度19．8℃相对湿度50%。

4.测量标准器具标准洛氏硬度块（均匀度：依据检定证书给出（0．1~0．5）HR）。

洛氏硬度计常用误差分析洛氏硬度计是一种常用的硬度测试仪器，具有精度高、易操作等优点，因此在机械工业、材料科学等领域广泛应用。

然而，在使用洛氏硬度计的过程中，经常会出现误差，对测试结果产生影响。

本文将对洛氏硬度计的常用误差进行分析，并提出解决措施，以提高硬度测试的精度和可靠性。

误差来源洛氏硬度计的误差主要来源于硬度计本身的设计、检定误差、操作规范和试验环境等方面。

设计误差洛氏硬度计的设计误差包括钻头与压头的接触面积精度、弹簧松弛和机械反弹等，在硬度测试中会产生影响。

例如，如果钻头与压头的接触面积不均匀，测试结果就会出现偏差，而弹簧松弛和机械反弹则会导致测试结果不稳定。

检定误差洛氏硬度计的检定误差是指硬度计标准部件的误差和校准不良等因素造成的误差，包括示值误差、回归分析误差和准直误差等。

操作规范洛氏硬度计在使用过程中，操作规范不当也会产生误差。

例如，在测试中钻头与被测材料的接触位置不准确时，测试结果就会出现明显偏差。

试验环境使用洛氏硬度计进行测试还需要注意试验环境。

试验环境中温度、湿度、振动和气压等因素的变化会对测试结果产生影响。

解决措施为了减少洛氏硬度计测试误差，提高硬度测试的精度和可靠性，需采取以下措施：1.加强设备维护和管理。

定期检查和校正硬度计，保证其精度和稳定性；对特殊要求试验进行校准；建立质量管理体系，对操作规程进行规范和控制。

2.严格按照操作规程进行测试。

对试验人员进行培训，保证钻头和压头的接触位置准确；将硬度计放置在水平且稳固的位置；保持试验环境稳定等。

3.选用合适的试验材料和试验方法。

确保所选材料和试验方法是适合的，能够有效地反映该材料的硬度特性，避免外力和温度等条件对测试结果的影响。

4.执行数据处理程序。

数据处理程序和输出设备必须满足相应的规定和标准要求，确保可靠性和精度。

5.进行实践经验证实。

是对不同情况下测力计试验结果的正确性进行验证，同时也为了发现测量仪器的不足和改进方法。

产能经济洛氏硬度计的计量检定与常见故障分析陈　鑫　谢石昊　福建省计量科学研究院摘要：钢铁及金属制品越来越多的应用在生活生产中，硬度作为衡量金属材料软硬程度的主要性能指标就显得非常重要。

在实际使用中，硬度计的类型也是多种多样。

本文以HR-150洛氏硬度的检定为例简单介绍金属硬度计的检定过程，并对常见的故障进行排除。

关键词：金属硬度；洛氏硬度；检定；故障排除中图分类号：TH87 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2015)023-000337-01硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。

它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。

对于被检测的材料而言，硬度代表着在一定压头和负载作用下反映出的弹性、强度、塑性、韧性等多种物理量的综合性能。

由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。

在实际的生产检测中，硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等)、划痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及显微硬度、高温硬度等多种方法。

得益于操作简单，测量迅速，工作效率高等优势，洛氏硬度计试验成为最常用的金属硬度试验方法。

由于试验机比较小，压痕也小，特别是表面洛氏硬度试验的压痕，对于被测量工件的影响也小，因此在工业上尤其是成批加工的半成品工件检测非常常用。

洛氏硬度计的工作原理是用金刚石圆锥头(锥角120°，顶端球面半径为0.2mm)或一定直径的钢球作为压头，在预负荷F0和总负荷F先后作用下，压入试样表面，卸载主试验力F1，测量保留初试验力时的压痕残余深度h。

洛氏硬度计计算公式与标尺见表1：在检定开始之前，我们必须确保检定环境以及硬度计的状态满主以下的几点：1.硬度计在(23±5)℃的环境条件下进行检定。