洛氏与布氏硬度计是材料硬度测试中应用广泛的两种仪器,其原理、公式及应用范围存在显著差异。
洛氏硬度计以压痕深度为测量核心,采用分阶段施力模式:先施加10kgf预载荷建立基准零点,再叠加主载荷(总载荷根据标尺不同分为60kgf、100kgf、150kgf等),卸载主载荷后测量残余压痕深度增量。其硬度值计算公式为HR=N-(h/S),其中N为标尺常数(如HRC标尺N=100),h为压痕深度差,S为标尺单位(0.002mm)。该仪器通过金刚石圆锥(120°顶角)或钢球(直径1.588mm)压头适配不同材料,例如HRC标尺用于淬火钢、调质钢等高硬度材料,HRB标尺用于退火铜合金、软钢等中低硬度材料。其优势在于压痕小(直径约0.1-0.3mm)、操作快捷,可直接读取数值,适合成品、薄件及表面硬化层检测,但受材料组织均匀性影响较大。
布氏硬度计则基于压痕表面积计算硬度,采用直径10mm、5mm等硬质合金球压头,在3000kgf、1500kgf等大载荷下压入材料表面,保持规定时间后卸载,通过测量压痕直径d计算硬度值。其公式为HB=2F/[πD(D-√(D²-d²))],其中F为试验力,D为压头直径。该仪器压痕大(直径约2-6mm),能反映材料整体硬度,结果稳定性高,但易损伤试样,仅适用于硬度较低(HB≤450)的退火钢、铸铁、有色金属等粗晶粒材料,不适用于薄件或高硬度材料。
应用场景对比:洛氏硬度计因标尺多样、操作高效,广泛应用于机械制造、汽车工业等领域的成品检测;布氏硬度计则因压痕大、精度高,多用于原材料、厚件的质量控制及科研分析。