PHR系列便携式表面洛氏硬度计
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概 述
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PHR系列便携式金属洛氏/表面洛氏硬度计，是参考国外仪器，依据洛氏硬度试验基本定义设计的。符合中国标准GB/T230.2-2004、国际标准ISO6508-1、美国标准ASTM E18、ASTM E110。
PHR系列便携式表面洛氏硬度计已生产出来两个规格的产品。型号为 PHR-1S和PHR-2S，开口尺寸分别为1英寸（25.4mm）和2英寸（50.8mm）。它们分别可以测试最大厚度或最大直径为25mm和50mm的工件。
PHR系列表面洛氏硬度计采用金刚石和Φ1.588mm的钢球两种压头，采用15kg、30kg、45kg三种试验力，测试HR15T、HR30T、HR45T、HR15N、HR30N、HR45N共6种标尺的硬度值，其测试范围包括从很硬的淬火硬钢带、浅层渗碳、渗氮钢到较软的紫铜、黄铜、不锈钢、冷轧钢板、铝合金薄板等。其测量精度符合国标GB/T230.2-2004。
表面洛氏硬度由于测试简便，仪器结构简单、廉价，精度较高，可以快速测试，直接读取硬度值。因此，对于大量产品检测和在缺少小负荷维氏硬度计的条件下，被广泛用于薄材料，小工件和表面硬化钢工件的硬度测试。 PHR系列表面洛氏硬度计可以测试厚度为2mm以下的薄板材料。板材的下限值可达到0.15mm，如果使用金刚石点砧座，测量的薄板材料厚度可以进一步降低，直至产品厚度系列上的最低值。
这种硬度计可以测试内径大于Φ30mm的薄壁管材的硬度。如果将压头和砧座的安装位置互换，还可以测试内径大于Φ26mm薄壁管材内壁的硬度。
这种硬度计还可以测试各种小零件；各种要求压痕尽量小的工件；直径小到Φ2.5mm的棒状材料以及刀口的硬度。
PHR系列便携式表面洛氏硬度计的出现，开创了硬度测试从实验室走向生产现场的新局面。在不锈钢、黄铜、紫铜、冷轧钢板带材料的生产过程中，退火是一道重要工序，板带材料退火硬度的现场快速检测对于提高生产效率和产品质量具有十分重要的意义，便携式表面洛氏硬度计的出现使得这种生产线上的快速硬度测试成为可能。它在这一领域具有非常好的应用前景。
各种高、中、低硬度的金属材料，在测得表面洛氏硬度值之后，还可以通过查表，方便地换算成洛氏（HRC、HRB）、布氏和维氏硬度值。 |
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原理与结构 |
将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）按图所示，分两个步骤压入试样表面，保持规定时间后，卸除主试验力 F1 ，测量在初试验力 F0 作用下的残余压痕深度 h 。
根据 h 值及与标尺有关的常数 N 和 s ，用公式（ 1 ）计算洛氏硬度值：
| 洛氏硬度HR |
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………………（ 1 ） |
对于标尺A、C、D，N=100，s=0.002；对于标尺B、E、F、G、H、K，N=130，s=0.002；对于标尺N、T，N=100，s=0.001。
每一洛氏硬度单位对应的压痕深度，洛氏硬度为0.002mm，表面洛氏硬度为0.001mm。压痕越浅，硬度越高。
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1—在初始试验力 F0 下的压入深度； 2—在总试验力 F0+F1 下的压入深度；
3—去除主试验力 F1 后的弹性回复深度； 4—残余压入深度 h ；
5—试样表面； 6—测量基准面； 7—压头位置。
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洛氏硬度试验原理图
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为了检测各种不同硬度的金属材料，洛氏硬度计采用了三种不同的压头和三种不同的总试验力，由此产生的9种组合对应于洛氏硬度的9个标尺。表面洛氏硬度计采用了两种压头和三种试验力，由此产生的6种组合对应于表面洛氏硬度的6个标尺，参见使用说明书的附录A。
仪器结构图
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| 本仪器的设计符合洛氏硬度试验的基本定义。与台式机的主要不同点是：其试验力的施加是通过螺杆和一个已校准的弹簧完成的。用刻度表测量弹簧位移来确定试验力的大小。压痕深度的测量由精密螺旋测微机构完成。本仪器的结构如上图所示。 |
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主要技术规格 |
硬度标尺：
洛 氏—A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G 、 H 、 K
表面洛氏—15N 、 30N 、 45N 、 15T 、 30T 、 45T
加力方式：
直接加力
试 验 力：
洛 氏—初试验力 10kg ，总试验力 60kg 、 100kg 、 150kg
表面洛氏—初试验力 3kg ，总试验力 15kg 、 30kg 、 45kg
允许试样尺寸：
圆拄试样最小直径 Φ3mm
圆管试样最小内径 Φ30mm
圆管内壁硬度测试，最小内径 Φ26mm
薄壁细管试样最小内径 Φ4.8mm（采用PHR-1ST型）
薄壁细管试样最小厚度 0.15mm（采用PHR-1ST型）
硬钢板最小厚度 0.15mm
软金属薄板最小厚度 0.1mm以下（直至产品标准上的最小值）
试样最大厚度或最大直径 1″、2″、4″、8″
准 确 度：
符合 GB/T230.2-2004（见使用说明书的附录B） ；ASTM E18 ；ISO6508-1
仪器开口尺寸及重量：
见仪器选型图
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仪器选型
PHR系列硬度计的型号是根据仪器最大开口尺寸和关于洛氏硬度计/表面洛氏硬度计的分类确定的。字母“S”表示表面洛氏硬度计。字母“ST”表示管材专用表面洛氏硬度计。可根据被测试样的尺寸，选择合适型号的仪器。
下面是各种型号仪器的外型图。 |
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洛氏硬度标尺的选择
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被测材料
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标尺
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压头
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总试验力
（ kg ）
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鼓轮读取
刻度
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| 高硬度或薄硬材料。如硬质合金、硬化薄钢带、渗碳后的淬硬钢。 |
金刚石压头
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A
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60
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C
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| 中低硬度材料。如退火后的中低碳钢、不锈钢、铜合金、硬铝合金、可锻铸铁等。是应用较广的洛氏硬度标尺。 |
1/16＂钢球
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B
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100
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B
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| 淬火及低温回火的一般钢材以及冷硬铸铁、珠光体可锻铸铁、钛合金等；硬度值超过RB100的材料。 这是应用最广泛的洛氏硬度标尺。 |
金刚石压头
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C
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150
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C
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| 中等渗层表面硬化钢、薄硬钢板、珠光体可锻铸铁。 |
金刚石压头
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D
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100
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C
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| 铸铁、铝合金、镁合金、轴承合金。 |
1/8＂钢球
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E
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100
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B
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| 退火黄铜、紫铜、铝合金、软钢薄板。 |
1/16＂钢球
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F
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60
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B
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| 铍青铜、磷青铜、可锻铸铁等（HRB值接近100的材料）。 |
1/16＂钢球
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G
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150
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B
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| 铝、锌、铅等软金属。 |
1/8＂钢球
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H
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60
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B
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| 软金属薄材、轴承合金。 |
1/8＂钢球
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K
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150
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B
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| 洛氏硬度计不易检测的渗碳钢、渗氮钢、表面淬火钢等浅层表面硬化钢件；小零件；厚度薄至0.15mm的硬钢带及要求压痕尽量小的高硬度工件。 |
金刚石压头
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15N
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15
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N—T
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金刚石压头
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30N
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30
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N—T
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金刚石压头
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45N
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45
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N—T
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| 软钢、不锈钢、铜合金、铝合金薄带材、薄壁管材、小零件、电镀层及要求压痕尽量小的中、低硬度工件。 |
1/16＂钢球
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15T
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15
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N—T
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1/16＂钢球
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30T
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30
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N—T
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1/16＂钢球
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45T
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45
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N—T
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N标尺用于类似洛氏标尺C、A和D检测的材料，但仅限于薄小试样和浅硬化深度的试样。
T标尺用于类似洛氏标尺B、F和G检测的材料，但仅限于薄小试样和较软且覆镀层较浅的试样。 |
仪器标准配置 |
主机： 1 台
金刚石压头： 1 支
钢球压头： 1 支（Φ1.588mm）
标准硬度块： 4 块
平砧座： 1 个
V 型砧座： 1 ～ 2 个
接长杆： 1 ～ 2 个
仪器箱： 1 个 |
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支承座
由实心铸铁制成，用于固定硬度计并使其保持适当角度，便于测试。内部的纤维套用于保护硬度计手柄，使其不被擦伤。支承座的使用可使测量操作方便平稳，有利于保证测量精度和对成批零件的逐件检测。它的重量为 5kg。
零件代号： #3100 。
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标准硬度块
硬度值范围 零件代号
80～88HRA #1110
85～100HRB #1121
60～80HRB #1122
20～50HRB #1123
60～70HRC #1131
35～55HRC #1132
20～30HRC #1133
80～90HRF #1160
70～90HR15N #1211
42～80HR30N #1212
20～70HR45N #1213
73～93HR15T #1221
43～82HR30T #1222
12～72HR45T #1223 |
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