洛氏與布氏硬度計是材料硬度測試中應用廣泛的兩種儀器,其原理、公式及應用範圍存在顯著差異。
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預載荷建立基準零點,再疊加主載荷(總載荷根據標尺不同分為60kgf、100kgf、150kgf等),卸載主載荷後測量殘餘壓痕深度增量。其硬度值計算公式為HR=N-(h/S),其中N為標尺常數(如HRC標尺N=100),h為壓痕深度差,S為標尺單位(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標尺用於淬火鋼、調質鋼等高硬度材料,HRB標尺用於退火銅合金、軟鋼等中低硬度材料。其優勢在於壓痕小(直徑約0.1-0.3mm)、操作快捷,可直接讀取數值,適合成品、薄件及表麵硬化層檢測,但受材料組織均勻性影響較大。
布氏硬度計則基於壓痕表麵積計算硬度,采用直徑10mm、5mm等硬質合金球壓頭,在3000kgf、1500kgf等大載荷下壓入材料表麵,保持規定時間後卸載,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,結果穩定性高,但易損傷試樣,僅適用於硬度較低(HB≤450)的退火鋼、鑄鐵、有色金屬等粗晶粒材料,不適用於薄件或高硬度材料。
應用場景對比:洛氏硬度計因標尺多樣、操作高效,廣泛應用於機械製造、汽車工業等領域的成品檢測;布氏硬度計則因壓痕大、精度高,多用於原材料、厚件的質量控製及科研分析。