洛氏硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值的指標，以0.002毫米作為一個硬度單位。在洛氏硬度試驗中采用不同的壓頭和不同的試驗力，會產(chǎn)生不同的組合，對應于洛氏硬度不同的標尺。常用的有3個標尺，其應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。
洛氏硬度(HR)測試當被測樣品過小或者布氏硬度(HB)大于450時，就改用洛氏硬度計量。試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐體或直徑為1.5875mm/3.175mm/ 6.35mm/12.7mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。最常用的三種標尺為A、B、C，即HRA、HRB、HRC，要根據(jù)實驗材料硬度的不同，選用不同硬度范圍的標尺來表示:
HRA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度較高的材料。例如:鋼材薄板、硬質(zhì)合金。
HRB 是采用100Kg載荷和直徑1.5875mm淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如:軟鋼、有色金屬、退火鋼等。
HRC 是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度較高的材料。例如:淬火鋼、鑄鐵等。
折疊硬度標準
洛氏硬度沒有單位，是一個無綱量的力學性能指標，因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。其最常用的硬度標尺有A、B、C三種，通常記作HRA、HRB、HRC，其表示方法為硬度數(shù)據(jù)+硬度符號，如50HRC。
洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準，稱為標尺A、標尺B、標尺C。
洛氏硬度試驗是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，最后根據(jù)壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf);標尺B使用的是直徑為1.5875mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N(合100kgf);而標尺C使用與標尺A相同的球錐菱形作為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟的材料，而標尺A、C適用較硬的材料。
實踐證明，金屬材料的硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。但各種材料的換算關系并不一致。
折疊測試
有一些標尺(如含N、T、W、X、Y的標尺)是對洛氏硬度試驗的補充，由表面洛氏硬度試驗得出。因為在采用洛氏硬度試驗時，當遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層等情況時，就應改用表面洛氏硬度試驗。
之所以分出這么多種標尺，是因為在標尺的使用中，越靠近上下限就越不準。
HRC標尺的使用范圍是20~70HRC，當硬度值小于20HRC時，因為壓頭的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時應改用HRB標尺。盡管HRC標尺的上限值為70HRC，但是當試樣硬度大于67HRC時，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會大大縮短，所以在測量偏HRC標尺上限的硬度時，應使用HRA標尺，因為HRA的上限范圍同HRC相當，但試驗力要小很多。
HRA標尺的使用范圍是20-88HRA，由美國標準ASTM E140可以獲得以下?lián)Q算關系:
27HRA≈30HRB
60HRA≈225HRB≈20HRC
85.6HRA≈68HRC
可見，在同等數(shù)值的情況下，對應標尺的硬度由高到低為C、A、B，但HRA標尺的測試范圍廣，基本包含了HRB和HRC，涵蓋了從軟鋼(HRB)、硬鋼(HRC)到硬質(zhì)合金的硬度范圍。但事實上，HRA標尺很少用于測試軟鋼，主要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質(zhì)合金。在硬質(zhì)合金方面，由于技術進步，有些材料硬度已達到93-94HRA，材料硬度超出HRA的測量范圍上限已成為慣例。依借于HRA標尺測試范圍廣的特性，在使用洛氏硬度計測試鋼試樣時，如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼，可先用HRA標尺試測一下，當硬度值小于60HRA時可改用HRB標尺，當硬度值大于60HRA時可改用HRC標尺。
HRB標尺的使用范圍是20~100HRB，當硬度值低于20HRB時，由于鋼球的壓入深度過大，金屬蠕變加劇，試樣在試驗力作用下的變形時間延長，測試值準確度降低，此時應改用HRF標尺。當硬度值大于100HRB時，因為鋼球壓入深度過淺，靈敏度降低，精度下降，此時應改用HRC標尺。在使用HRB標尺測試鋼試樣時，一個特別值得注意的地方是:當預先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時，決不可使用HRB標尺做測試，因為用鋼球壓頭誤測了淬火鋼，鋼球就可能會變形，鋼球壓頭就會損壞，這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時應先用金剛石壓頭，用HRA標尺測試一下，再決定是用HRB還是用HRC。
HRF標尺的使用范圍是60~100HRF。HRF標尺是國外使用較多的一個標尺，它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在中國，也存在標準硬度塊短缺的問題，它的應用也受到了限制。
HRG標尺適用于HRB值接近100的材料，對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標尺的高端和HRC標尺低端的材料，如果改用HRG標尺，就可以大大改善測試的靈敏度，提高測試精度。
除了針對金屬類的洛氏硬度，還有針對塑料類和橡膠類的洛氏硬度(HRR)
折疊區(qū)別和換算
鋼材的硬度:金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同，
●常規(guī)表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、里氏(HL)硬度等，其中以HB及HRC較為常用。
●HB應用范圍較廣，一般用于材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。HRC適用于表面高硬度材料。HRC適用范圍HRC 20-67，相當于HB225-650。兩者的原理區(qū)別在于:布氏硬度以壓痕直徑來衡量硬度，而洛氏硬度(HR)以壓痕深度來衡量硬度。洛式硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數(shù)點求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測一類。布式硬度壓痕較大，測量值準，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測一類。
●HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV)以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。
●HL手提式硬度計，測量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產(chǎn)生彈跳;利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度，公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/ VA(沖擊速度)，所以撞擊響聲以通透為好。
●目前最常用的便攜式里氏硬度計用里氏(HL)測量后可以轉(zhuǎn)化為:布氏(HB)、洛氏(HRC)、維氏(HV)、肖氏(HS)硬度。
折疊樣品要求
洛氏硬度計和表面洛氏硬度計的標尺(即不同的壓頭和試驗力組合)通常按材料種類、試樣厚度和硬度范圍三方面的因素來選擇，具體選擇方法敘述如下:
按材料種類選擇
A標尺多用于測量碳化鎢、硬質(zhì)合金、表面硬化零件等等的硬度;
B標尺多用于測量有色金屬、合金及退火鋼等低硬度的零件的硬度;
C標尺多用于測量碳鋼、工具鋼及合金鋼等經(jīng)淬火、回火處理的試樣的硬度。
按材料選擇并不是一種嚴格的做法。因為每一種材料隨著其所采用的不同的熱處理工藝，其最終硬度不可能相同，因此所適應的硬度標尺也不會相同。
|
Scale |
Indenter |
Preliminary |
Total |
Application |
|
HRA |
Diamond cone |
98.07 |
588.4 |
Sheet steel: shallow case-hardened |
|
HRB |
Ball 1.5875 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
Cu and Al alloys; annealed low C steels |
|
HRC |
Diamond cone |
98.07 |
1471 |
Hard steels; CI, deep case-hardened |
|
HRD |
Diamond cone |
98.07 |
980.7 |
Thin hard steel; med. case-hardened |
|
HRE |
Ball 3.175 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
Cast iron; Al; Mg; and bearing metals |
|
HRF |
Ball 1.5875 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
Annealed Cu alloys; thin soft sheets |
|
HRG |
Ball 1.5875 mm dia. |
98.07 |
1471 |
Malleable CI; bronzes; Cu-Ni alloys |
|
HRH |
Ball 3.175 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
Soft materials; high ferritic; Al; Pb; Zn |
|
HRK |
Ball 3.175 mm dia. |
98.07 |
1471 |
Al and Mg alloys |
|
HRL |
Ball 6.350 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
Thermoplastics |
|
HRM |
Ball 6.350 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
Thermoplastics |
|
HRP |
Ball 6.350 mm dia. |
98.07 |
1471 |
Thermosetting plastics |
|
HRR |
Ball 12.70 mm dia. |
98.07 |
588.4 |
Very soft plastics and rubbers |
|
HRS |
Ball 12.70 mm dia. |
98.07 |
980.7 |
- |
|
HRV |
Ball 12.70 mm dia. |
98.07 |
1471 |
- |
|
HR15N |
Diamond cone |
29.42 |
147.1 |
Hardness tests used for thin sheets, foils, coatings, surface heat treatments, and polymers including their surface treatments |
|
HR30N |
Diamond cone |
29.42 |
294.2 |
|
|
HR45N |
Diamond cone |
29.42 |
441.3 |
|
|
HR15T |
Ball 1.5875 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
|
|
HR30T |
Ball 1.5875 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
|
|
HR45T |
Ball 1.5875 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
|
|
HR15W |
Ball 3.175 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
|
|
HR30W |
Ball 3.175 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
|
|
HR45W |
Ball 3.175 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
|
|
HR15X |
Ball 6.350 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
|
|
HR30X |
Ball 6.350 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
|
|
HR45X |
Ball 6.350 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
|
|
HR15Y |
Ball 12.70 mm dia. |
29.42 |
147.1 |
|
|
HR30Y |
Ball 12.70 mm dia. |
29.42 |
294.2 |
|
|
HR45Y |
Ball 12.70 mm dia. |
29.42 |
441.3 |
展開
按樣品的硬度范圍選擇
1:樣品硬度與材料成分及熱處理工藝的關系:在相同的熱處理工藝下，材料的含碳量越高，材料的硬度也越高。對應于相同的材料，由工藝引起的硬度高低是:淬火、正火、退火。
2:各種洛氏硬度標尺的適應范圍。每種洛氏硬度標尺都有一個可用范圍，這一點很容易從硬度計刻度盤上的分度來確定。
不同洛氏硬度標尺(不包括表面洛氏硬度標尺)的使用范圍如下:
|
標尺 |
使用范圍 |
硬度符號 |
|
A |
20-88HRA |
HRA |
|
B |
20-100HRB |
HRB |
|
C |
20-70HRC |
HRC |
|
D |
40-77HRD |
HRD |
|
E |
70-100HRE |
HRE |
|
F |
60-100HRF |
HRF |
|
G |
30-94HRG |
HRG |
|
H |
80-100HRH |
HRH |
|
K |
40-100HRK |
HRK |
按厚度或硬化層深度
洛氏硬度試驗對樣品試樣有要求，其厚度不能小于殘余壓痕深度的10倍，試樣背面不能出現(xiàn)明顯的變形痕跡。由此樣品的厚度決定了載荷的選擇，載荷必須保證其所引起的變形小于樣品的最小厚度。對于每一種硬度試驗，都存在最小可測量厚度。