洛氏硬度試驗：原理、應用與限制

洛氏硬度試驗原理與方法（HR）

洛氏試驗以受控負荷測量永久壓痕深度，分為兩個步驟：

1. 預試驗力（Preload）： 初始 3–10 kgf 力量建立「0」參考點，以降低表面不均勻的影響。
2. 主試驗力（Major Load）： 依量表加上 15–3,000 kgf 的額外力量後再移除，並保留預試驗力。硬度值由施加主試驗力前後的深度差計算。

計算公式：

其中：

• N與h: 依量表而定的常數。
• d: 深度差（mm）。

量表與壓頭

洛氏硬度有 30 多種量表，分為兩組：

• 一般量表（HR）：
  • HRC: 金剛石壓頭，負荷 150 kgf（淬硬鋼，例如 60–65 HRC）。
  • HRB: 1/16 吋碳化物球壓頭，負荷 100 kgf（鋁、銅等軟金屬）。
• 表面洛氏量表（HRN/HRT）：
  • HR15N:適用於薄材或表面硬化層。

越南總理核准的國家硬度量測標準以HRC.

HRC 硬度單位（Hardness Rockwell C）表示 SKD11、SKD61、SCM440、DC11 等鋼材的硬度。洛氏硬度計的 C 量表（黑字）使用金剛石圓錐壓頭與 150 kg 力量，用於測量中高硬度材料。

注意：選擇符合材料種類、厚度與硬度範圍的量表，以避免誤差。

應用

• 品質管制：快速確認汽車、航太與工具製造中的材料均勻性。
• 材料選用：透過硬度與抗拉強度的關係評估承受高負荷的能力。
• 熱處理檢驗：確認鋼材依規定程序完成淬硬。

優點

• 速度快：數秒內即可取得結果，適合大量生產。
• 試樣準備簡單：無須拋光表面。
• 非破壞性：僅留下小壓痕。
• 用途廣泛：適用於金屬、塑膠與複合材料。

限制

• 表面狀況影響：油污、灰塵或曲面可能使結果產生偏差。
• 量表不可直接比較：不同量表的硬度值不能直接比較。
• 壓頭磨耗：金剛石壓頭長期使用後精度可能下降。
• 厚度限制：試樣厚度需為壓痕深度的 10 倍。

近期改良

• 自動化：自動硬度計（例如 Affri Dako Jominy）具備觸控螢幕與自動切換負荷功能。
• 手持設備：可現場檢測大型零件。
• 高精度：雙負荷感測器與進階軟體可降低誤差。

與其他方法比較

最佳使用方式

• 定期使用標準塊校正。
• 清潔並整平試樣表面。
• 遵循荷重保持時間，避免變形。

硬度單位換算表

精選洛氏硬度計硬度計

AFFRI 硬度計系列－義大利

此系列為洛氏與表面洛氏自動硬度計，可檢測大型或小型試樣。

此半自動洛氏硬度計適用於大型零件，可進行高精度測量。