GB/T 42670-2023 炭素材料洛氏硬度测定方法

　　ICS 29 . 050 CCS Q 52

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 42670—2023

　　炭素材料洛氏硬度测定方法

　　Test method for Rockwell hardness of carbon materials

　　2023-08-06 发布 2024-03-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 42670—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国钢铁工业协会提出 。

　　本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口 。

　　本文件起草单位:中钢新型材料股份有限公司 、上海材料研究所有限公司 、冶金工业信息标准研究院 。

　　本文件主要起草人:杨辉 、徐建平 、王晓远 、毛玉珍 、王文东 、吴杰 、王飞 、汪彦龙 、周隐玉 、许汉春 。

　　I

　　GB/T 42670—2023

　　炭素材料洛氏硬度测定方法

　　1 范围

　　本文件描述了炭素材料洛氏硬度测定方法的原理 、仪器设备 、试样 、试验步骤 、精密度及试验报告 。本文件适用于骨料颗粒小于 0 . 8 mm 的炭素材料洛氏硬度的测定 , 其他炭素材料参照使用 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 230 . 2 金属材料 洛氏硬度试验 第 2 部分:硬度计及压头的检验与校准

　　GB/T 1427 炭素材料取样方法

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　JJG 112 金属洛氏硬度计(A, B, C, D, E, F, G, H , K, N, T标尺)

　　JJG 884 塑料洛氏硬度计

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3.1

　　洛氏硬度 Rockwell hardness

　　HR

　　材料硬度的一种测试和表示方法 。

　　3.2

　　洛氏硬度标尺 Rockwell scale

　　根据所用的压头及试验力形成的不同组合 。

　　注 : 通常洛氏硬度标尺有 A, B, C, H , K, L等 , 如 80HRL表示用 L标尺测试的洛氏硬度为 80HR。

　　4 原理

　　用标准型压头先后两次对试样表面施加试验力 , 初始试验力加载后 , 测量初始压痕深度 , 随后施加主试验力 , 在卸除主试验力后 , 保留初始试验力的情况下测量最终压痕深度 。 以最终压痕深度和初始压痕深度之差(也称残余压入深度)来表征硬度的高低 , 残余压入深度值越大 , 硬度值越低 。

　　洛氏硬度计示意图见图 1 , 测试原理示意图见图 2 。洛氏硬度按式(1)计算:

　　HR= N —h/S …………………………( 1 )

　　式中:

　　N — 全量程常数 ;

　　h — 残余压入深度 , 单位为毫米(mm) ;

　　1

　　GB/T 42670—2023

　　s — 标尺常数 , 单位为毫米(mm) 。 N , s 常数见附录 A。

　　标引序号说明 :

　　1 — 显示屏 ;

　　2 — 压头 ;

　　3 — 试样放置台 ;

　　4 — 试验力档位 ;

　　5 — 升降操作盘 。

　　图 1 洛氏硬度计示意图

　　标引符号说明 :

　　F0 — 初始试验力 ;

　　F1 — 主试验力 ;

　　F — 总试验力 , 为初始试验力和主试验力之和 ;

　　h — 残余压入深度 。

　　图 2 测试原理示意图

　　5 仪器设备

　　洛氏硬度计:应符合 GB/T 230 . 2 、JJG 112 或 JJG 884 的规定 。

　　2

　　GB/T 42670—2023

　　6 试样

　　6 . 1 取样和加工

　　按 GB/T 1427 规定进行取样 、加工 。

　　6 . 2 试样尺寸及加工要求

　　6 . 2 . 1 对于用金刚石圆锥压头进行的试验 , 试样厚度应不小于残余压痕深度的 10 倍 , 对于用球压头进行的试验 , 试样厚度应不小于残余压痕深度的 15 倍 。 推荐试样尺寸为 φ35 mm × 30 mm 的圆柱形试样 。符合如上要求的其他尺寸试样 , 同样适用本文件 。

　　6 . 2 . 2 试样的平行度偏差不应大于 0 . 10 mm/100 mm 。

　　6 . 2 . 3 在材料允许条件下 , 加工后试样两端面的粗糙度 Ra≤3 . 2 μm 。

　　6 . 2 . 4 加工后的试样表面 , 应无可见裂纹 、掉边 、缺角 、凸起 、凹坑 、孔洞等缺陷 。

　　7 试验步骤

　　7 . 1 试验准备

　　7 . 1 . 1 将设备调平 , 检查工作台 , 确保无灰尘及脏污 。检查压头 , 确保压头未生锈 、无划痕 。

　　7 . 1 . 2 按 GB/T 230 . 2 、JJG 112 或 JJG 884 的规定对设备进行校准 。

　　7 . 2 试验过程

　　7 . 2 . 1 将试样放置在设备试样放置台上 , 保持平稳 , 调整升降操作盘 , 使压头接触试样待测表面 。

　　7 . 2 . 2 继续缓慢调整升降操作盘 , 直至设备压头开始对试样加载初始试验力 , 初始试验力加载时间小于 2 s , 然后再加载主试验力 , 主试验力加载时间为 1 s~8 s , 总试验力保持时间为 2 s~6 s , 最后释放主试验力并保持初始试验力 。测试完成后 , 读取并记录数值 。

　　7 . 2 . 3 卸载初始试验力 , 调整升降操作盘 , 将试样位置调整到其他待测点位 , 重复 7 . 2 . 1 、7 . 2 . 2 , 每个试样在待测面不同位置至少测试 5 次 , 取平均值 。相邻两压痕中心距离或压痕中心到试样边缘距离应大于洛氏硬度标尺压头直径 , 且测试应在试样同一表面进行 。

　　7 . 2 . 4 结果保留小数点后一位 , 数值修约按 GB/T 8170 规定进行 。

　　8 精密度

　　平行测试的偏差不大于 ±3 HRL(L标尺) , 其他标尺精密度参照 GB/T 230 . 1 的规定执行 。

　　9 试验报告

　　试验报告应包括下列内容:

　　a) 委托单位 ;

　　b) 试样编号 、名称及规格 ;

　　c) 试验条件 ;

　　3

　　GB/T 42670—2023

　　d) 试验结果 ;

　　e) 试验单位 ;

　　f) 审核人员 ;

　　g) 试验日期 ;

　　h) 本文件编号 。

　　4

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　洛氏硬度标尺

　　洛氏硬度标尺见表 A. 1 。

　　表 A. 1 洛氏硬度标尺

　　洛氏硬度标尺

　　硬度符号单位

　　压头类型

　　初试验力F0

　　总试验力F

　　标尺常数s

　　全量程常数N

　　适应范围

　　A

　　HRA

　　金刚石圆锥

　　98 . 07 N

　　588 . 4 N

　　0 . 002 mm

　　100

　　20 HRA~95 HRA

　　B

　　HRBW

　　φ1 . 5875 mm球

　　980 . 7 N

　　130

　　10 HRBW~100 HRBW

　　C

　　HRC

　　金刚石圆锥

　　1 . 471 KN

　　100

　　20 HRC~70 HRC

　　D

　　HRD

　　金刚石圆锥

　　980 . 7 N

　　100

　　40 HRD~77 HRD

　　E

　　HREW

　　φ3 . 175 mm球

　　980 . 7 N

　　130

　　70 HREW~100 HREW

　　F

　　HRFW

　　φ1 . 587 5 mm球

　　588 . 4 N

　　130

　　60 HRFW~100 HRFW

　　G

　　HRGW

　　φ1 . 587 5 mm球

　　1 . 471 KN

　　130

　　30 HRGW~94 HRGW

　　H

　　HRHW

　　φ3 . 175 mm球

　　588 . 4 N

　　130

　　80 HRHW~100 HRHW

　　K

　　HRKW

　　φ3 . 175 mm球

　　1 . 471 KN

　　130

　　40 HRKW~100 HRKW

　　L

　　HRL

　　φ6 . 350 mm球

　　588 . 4 N

　　130

　　0 HRL~120 HRL

　　5

　　GB/T 42670—2023

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 230 . 1 金属材料 洛氏硬度试验 第 1 部分:试验方法

　　6