ASTM E18 金属材料洛氏硬度的标准测试方法

由美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的“ASTM E18 金属材料洛氏硬度标准试验方法”标准描述了基于洛氏压痕硬度原理测定金属材料洛氏硬度和洛氏表面硬度的试验方法。该标准规定了洛氏硬度计的要求以及洛氏硬度试验的执行程序。

本测试方法包含对便携式洛氏硬度计的使用要求，该仪器应根据洛氏硬度计原理测量洛氏硬度，并能够满足本测试方法的所有要求，包括仪器的直接和间接验证。对于无法满足直接验证要求、只能通过间接验证要求进行验证的便携式洛氏硬度计，ASTM E110 对此进行了说明。

本标准还包括以下附加要求：

• 洛氏硬度试验机的验证（附录A1）
• 洛氏硬度标准化机器（附录A2）
• 洛氏压头刀具标准化（附件A3）
• 洛氏硬度块的标准化（附件A4）
• 确定试件最小厚度的指南（附件A5）
• 凸圆柱面测试时的硬度值修正（附录A6）

该标准还包括以下有关洛氏硬度测试的非强制性信息：

• 给出与拉伸强度对应的硬度值的ASTM标准列表（附录X1）
• 确定洛氏硬度不确定度的程序示例（附录X2）

洛氏硬度试验和洛氏表面硬度试验的测试原理、测试程序和验证程序基本相同。两种试验的一个关键区别在于，洛氏表面硬度试验的试验力小于洛氏表面硬度试验。两种试验可以使用相同类型和尺寸的压头，具体取决于所使用的标度。因此，在本标准中，除非另有说明，术语“洛氏硬度”均指洛氏硬度试验和洛氏表面硬度试验。

洛氏硬度试验是一种实验性的压痕硬度试验，可以提供有关金属材料的有用信息。这些信息可能与金属材料的抗拉强度、耐磨性、延展性和其他物理特性有关，并可用于质量控制和材料选择。洛氏硬度试验被认为是商业货物验收测试的理想选择，并已在工业领域广泛用于此目的。在零件特定位置进行的洛氏硬度试验可能无法代表整个零件或最终产品的物理特性。除非另有规定，否则遵循此标准测试方法可确保其可追溯至国家洛氏硬度标准。

洛氏压痕硬度试验分为施力和撤除三个步骤。第一步，将压头接触试样，并施加初试验力。初试验力保持规定的保荷时间后，测量压痕的基本深度。第二步，以可控的速率通过附加试验力使压头上的力增加到总试验力。总试验力保持规定的保荷时间。第三步，撤除附加试验力，将初试验力恢复到最终试验力。初试验力保持规定的保荷时间后，测量最终压痕深度。洛氏硬度值是通过初试验力作用下的最终压痕深度与基本压痕深度之差计算得出的。撤除初试验力，并将压头从试样上取下。

洛氏硬度试验通常分为两类：洛氏硬度试验和洛氏表面硬度试验。这两类试验的主要区别在于所使用的试验力。洛氏硬度试验的初始试验力为 10 kgf (98 N)，总试验力分别为 60 kgf (589 N)、100 kgf (981 N) 和 150 kgf (1471 N)。洛氏表面硬度试验的初始试验力为 3 kgf (29 N)，总试验力分别为 15 kgf (147 N)、30 kgf (294 N) 和 45 kgf (441 N)。

洛氏硬度测试的压痕包括特定直径的金刚石球形锥形压痕和碳化钨球压痕。

ASTM E18标准的主要用途如下：

• 确定材料硬度：本标准提供了使用洛氏硬度计测量金属硬度的标准化方法。
• 质量控制和检查：通常用于生产环境中，以确保材料符合所需的硬度规格。
• 材料比较：有助于比较不同金属合金的硬度。
• 工艺验证：帮助验证热处理、机械加工或其他工艺对材料硬度的影响。

简而言之，ASTM E18 标准确保了各个实验室、行业和应用的洛氏硬度测试的一致性和准确性。

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