硬质合金在木工刀具中的实际应用涉及到合金的耐磨性和断裂韧性。 耐磨性和断裂韧性主要取决于碳化物的种类和晶粒尺寸、碳化物与粘结金属的含量比、合金的含碳量以及合金中的组织缺陷等。
在生产中，通常用硬度作为耐磨性的衡量标准，而用弯曲强度作为断裂韧性的衡量标准。 因此，硬度和抗弯强度是硬质合金质量控制中的基本特征值。 由于硬质合金的硬度和抗弯强度是互不相容的，强度的增加带来硬度的降低，硬度的增加又带来强度的降低。 另外，硬质合金的使用条件千差万别，其要求也各不相同。 有重度强调的，如冲击工具和粗加工钨钢刀片强调合金的韧性和抗弯强度，精加工和耐磨零件强调合金的硬度和耐磨性。 高压油缸和精密滚轮强调合金应具有大的弹性模量和刚性模量。 因此，钨钢的性能很难用硬度、抗弯强度等简单的质量热性能来衡量。
五十年前，密度、硬度、抗弯强度的检测被视为硬质合金的“三”检测，即硬质合金物理机械性能检测中的重要项目。 后来又增加了矫顽磁和磁饱和。 检测。
随着硬质合金发展到今天，利用旧的三项试验来控制和测量硬质合金的质量已经落后了，因为硬质合金的性能是由其成分和结构决定的。 合金成分确定后，合金的性能和使用寿命主要决定于合金的组织，或者说合金的碳含量和合金的晶粒尺寸。
用相对磁饱和值测量硬质合金的碳含量，用矫顽力值测量硬质合金的晶粒尺寸，用密度值测量硬质合金的致密成分和孔隙。 这就是为什么现代硬质合金物理机械性能检测项目中最重要的“三项”测试应改为：相对磁饱和、矫顽力和密度。
硬质合金硬度测试方法
由于其硬度较高，国家标准规定硬质合金的硬度应采用洛氏和维氏方法测量。
1、硬质合金洛氏硬度测试方法
1）使用HRA量表。
2）试样厚度不小于1.6mm，表面粗糙度Ra≤2μm，烧结试样表面厚度磨至≮0.2mm。 若为曲面，其曲率半径不应小于15mm。 如果曲率半径小于15毫米，则必须在样品上制备宽度至少为3毫米的检测平面。 试样平面应与支撑面平行，平行度不应大于0.1/10mm。
3）硬度计读数精度可达0.2HRA或0.1HRA。 用标准块检查，其示值误差不应超过±0.5HRA。
4）检测时，主检测力的控制应在6～8秒内完成。 维持主探测力不超过2秒，并在2秒内撤除主探测力。 相邻两个压痕中心之间的距离以及压痕中心与试样边缘之间的距离应不小于1.5mm。
5) 单个样品至少应测试3个或更多数据。 请参阅下表了解硬度值的四舍五入。
硬质合金洛氏硬度值圆桌
计数精度
四舍五入为（缩进数）
3 或 4
超过4个
0.2HRC
0.1 赫拉
0.2HRA
0.1 赫拉
0.1 赫拉
0.1 赫拉
2、硬质合金维氏硬度测试方法
硬质合金的硬度一般应采用洛氏硬度A标尺进行测试。 当零件或样品的厚度小于1.6mm时，可采用维氏法。
1) 试样厚度不应小于1mm。 表面应打磨至2μm以上厚度。 如果是曲面，则应加工平面进行检查。
2）硬度计应符合GB/T 4340.2-1999的要求。 压痕对角线测量装置的精度应满足以下要求：d<100μm时±0.2μm，100μm≤d<200μm时±0.1μm。 建议使用294.2N（30kgf）。 如果样品厚度小于1毫米，可以使用小于294.2N。 检测力低于N力值。
3）相邻两个压痕中心间的距离不应小于3d，压痕中心至试样边缘的距离不应小于2.5d。
3.碳化钨钢结硬质合金洛氏硬度测试方法
1）用HRC或HRA标尺检测。
2）试样厚度在退火状态下不应小于1.5mm，在淬火或淬火后低温回火状态下不应小于0.1mm。
3) 检验时，相邻两个压痕中心距不应小于2.0mm。 任何压痕中心至试样边缘的距离不应小于1.5mm。
4) 当试样硬度值低于40 HRC时，每个试样至少应测量5点。 当硬度值高于40 HRC时，每个样品至少应测量3点。
5) 取结果的算术平均值作为试样的硬度值。
洛氏硬度测试方法与布氏硬度和维氏硬度测试方法一样，是三种最常用的硬度测试方法之一。
洛氏硬度测试国家标准的演变。 GB/T230.1-2004推出的金属洛氏硬度试验采用国际标准化组织ISO 6508-1-1999：《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F） 、G、H、K、N、T尺）》本标准代替GB/T230-1991《金属洛氏硬度试验方法》和GB/T1818-1994《金属表面洛氏硬度试验方法》。
1、洛氏硬度测试方法
一、原理
洛氏硬度测试方法采用120°金刚石锥体或硬质合金球（具有规定直径）作为压头。 在初始检测力F0的作用下，加上主检测力F1，在总检测力F的作用下，压痕头压入试样表面。 然后，撤去主试验力，在保留初始试验力F0的情况下，测量压痕深度的残余增量h。 根据h值和常熟N、S，用式（3-1）计算洛氏硬度（见表3-1）。
2、符号及计算公式
洛氏硬度测试和计算公式中使用的符号及其含义如表3-1所示。
计算公式：洛氏硬度=Nh/s(3-1)
根据洛氏硬度定义，1洛氏硬度（HR）单位定义为在特定条件下压痕深度0.002mm的残余增量。
规定的洛氏硬度读数如下：使用金刚石压头（A、C、D标尺），公式为洛氏硬度=l00-h/0.002； 使用钢球或硬质合金球压头（B、E、F、G、H、K标度）洛氏硬度=130-h/0.002。
由HR=N-h/s公式可知，压痕深度残余增量h越大，洛氏硬度值越低； h越小，硬度值越高。 式中，N为定义常数，使用球压头时为130，使用金刚石压头时为100。 所谓尺度，是通过不同压头和总检测力的组合来区分的。 例如，当使用金刚石圆锥压头时，总检测力为980.7N()，则为B级HRB。
h为主检测力去除后，保持初始检测力F0时的残余压痕深度增量。 采用金刚石压头，在总检测力为147lN的情况下，去掉主检测力后，如果h为0.08mm，因为每个洛氏硬度单位为0.002mm，则HRC=100-40=60。 可见这个值是无量纲的，是一个条件无名数。
为什么N值定义为100和130？ 当压头为金刚石锥体时，由于HRC(A)规定用于测量较硬的材料，如淬火钢、硬质合金等，一般不会出现压痕深度为0.2mm而硬度值为零的情况。 案件。 当压头为球体时，多用于测量中低硬度的材料，硬度值跨度较大。 为了避免负值，球的洛氏标尺N值设置为130。表面洛氏N值定义为100。
3、加载方法
重量负载
弹簧加载
液压加载
闭环传感器控制
4、洛氏硬度标尺及技术参数
GB/T230.1-2004标准共有15个标度，其中A、B、C、D、E、F、G、H、K 9个标度，技术参数如表3-2所示。 表面洛氏N和T 6 各标尺参数如表3-6所示。
5.尺子的使用原则
HRA——适合测量较硬或较薄的硬质材料的硬度，如硬质合金、渗碳后的淬火钢、淬火处理后的薄钢带和薄钢板等。因为对于HRC>67的材料，如果仍使用1471N检测力大，很容易损坏金刚石压头。 建议使用检测功率较小、按压深度较浅的HRA尺。
HRB—适用于测量中等硬度材料，如退火后的中碳钢和低碳钢、可锻铸铁、各种黄铜和大多数青铜以及固溶处理和时效后的各种硬质铝合金。 适用范围为20~。 当样品硬度小于20HRB时，由于这些金属的蠕变行为，样品在检测力作用下的变形将持续较长时间，手表上的指针或光学投影刻度会长时间缓慢移动时间，难以准确测量。 当HRB>100时，由于钢球侵入深度过浅供应状态的各种碳钢钢材用什么硬度检测方法，灵敏度降低，影响测量精度。
HRC——最适合测量碳钢、合金钢、工模具钢淬火、低温回火后的硬度。 也适用于测量冷激铸铁、珠光体可锻铸铁、钛合金等。一般HRB>100的材料都可以用C标尺测量。 当HRC<20时，由于金刚石压头压入过深，压头锥体的影响增大，产生滑动现象，影响测量精度。 建议改用 HRB 量表。
HRD——是介于 HRA 和 HRC 之间的量表。 适用于压痕深度在A级和C级之间的各种材料，如表面热处理强化钢样、珠光体可锻铸铁等。
HRE—适用于测量一般铸铁、铝合金、镁合金、轴承合金及其他类似的软金属。
HRF—适用于黄铜、铜、普通铝合金等的增韧处理。
HRG——适用于相当于HRB接近100的材料。因为此时的灵敏度比HRB检测接近100时要高。
HRH——适用于铝、锌、铅等软金属合金，因为H标尺使用较大的压头直径； 检测力小，可快速、直接读取。
HRK——适用于轴承合金及其他软金属材料。
修订标准中除洛氏A、B、C三种标尺外，还增加了洛氏D、E、F……另外六种标尺。 由于这些尺度已经在ISO标准中使用，我国加入WTO后，国际贸易和技术交流将会更加频繁。 为了比较各种国际硬度要求，这些标尺的应用非常重要。
六、应用范围及特点
洛氏硬度测试操作简便快捷，工作效率高。 由于其检测力较小，产生的压痕比布氏硬度检测更小，因此对工件表面没有明显的损伤。 由于压头采用金刚石压头和两个直径的球，因此有三种检测力，共9个刻度（见表3-2），可以测量材料从软到硬的硬度。 用途广泛。 另外，它具有预检测能力，因此试样表面的轻微凹凸对硬度值的影响比布氏和维氏要小。 因此，适用于机械、冶金热加工工艺中的批量生产和半成品或成品的检验。 特别适用于切削刀具、模具、量具、工具等成品零件的检验。
七、检测及注意事项
1）测试前的准备
(1)洛氏硬度测试所用的硬度计和压头应符合GB/T230.2-2002洛氏硬度计的技术要求。
(2) 试验一般在10～35℃的室温下进行。 当精度要求较高时，室温应控制在（23±5）℃。
(3) 选择标尺时，应根据试样的材质和热处理状态选择压头和检测力，参考“第5节”中标尺的使用原则。
(4)如拆下压头，应先安装压头。 如果压头是用侧面螺钉紧固的，正确的安装方法是：将压头尾部插入主轴孔，轻拧螺帽但不要拧紧，用试样加初始试验力，在用力，使其台阶面紧贴主轴下端面，不得有倾斜或间隙，然后拧紧紧固螺钉。
(5)选择合适的试验台。 试验台支撑面应清洁，试样应平稳放置在试验台上，保证试验过程中不发生位移、变形。
(6)检验前，应使用与试样硬度值相近的标准洛氏硬度块对硬度计进行校准，试验应在允许误差范围内进行。
2) 样品
(1)试样制备过程中，尽量避免加热、冷加工等对试样表面硬度的影响。
(2)用金刚石圆锥压头进行试验时，试样或试验层的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，样品或试验层的厚度不应小于残余压痕深度的10倍。 残余压痕深度的15倍。 图3-5和图3-6显示了洛氏硬度与最小厚度的关系。
(3)试样的试验表面应尽可能平整，不得有氧化皮、其他污垢或裂纹。 表面粗糙度Ra一般不大于0.80μm。
3）测试过程中的注意事项
(1)在任何情况下压头都不允许接触试验台、支架或样品。 试样支撑面、支架和试验台工作面不应有压痕。
(2)试验时，必须保证试验力的方向垂直于试样的试验面。
(3)试验过程中相关装置不应受到冲击和振动
(4)检测力应均匀、平稳，无冲击、振动。
(5)对于低硬度材料，试验力保持时间可协商延长，公差为±2s。
(6)相邻两个压痕中心间的距离应至少为压痕直径的4倍，但不小于2mm。
(7)任何压痕中心与试样边缘的距离应至少为压痕直径的2.5倍，但不小于1mm。
（8）每个样品的检测点数量不少于4个（第一个点不计算在内）。 对于大批量样品的检测，可适当减少点数。
4）测试结果处理
(1)检测报告中给出的洛氏硬度值应精确到0.5洛氏硬度单位。
(2)圆柱面和球面测得的洛氏硬度值应按表3-3至表3-5进行修正。 表中修正值均为正值。
(3) 结果的书写
洛氏硬度用符号HR表示，HR前为硬度值，HR后为所用刻度。 例如50HRC表示用C标尺测量的洛氏硬度值为50； 80HRB表示用B标尺测量的洛氏硬度值为80； 表示采用F标尺，压头为硬质合金球供应状态的各种碳钢钢材用什么硬度检测方法，硬度值为75。
