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技術文章

里氏硬度計(HL)的概述（下）|北京時代公司


里氏硬度計(HL)的概述（下）|北京時代公司

 六、里氏硬度儀對測量的要求  

  1 、 試樣表面的要求  
  測試面應有金屬光澤，不應有氧化皮及其它污物，表面粗糙度應符合如下要求：

沖擊裝置類型

試件表面粗糙度 (um)

D 、 DC 型

≤1.6

G 型

≤6.3

C 型

≤0.4

  2 、 試樣重量要求  
  試樣必須有足夠的質量及剛性以保證在重建過程中不產生位移或彈動，質量應符合如下要求：

沖擊裝置類型

試樣質量 (Kg)

穩(wěn)定放置

固定或夾持

需耦合

D 、 DC 型

>5

2 ～ 5

0.05 ～ 2

G 型

>15

5 ～ 15

0.5 ～ 5

C 型

>1.5

0.5 ～ 1.5

0.02 ～ 0.5

  3 、 試樣厚度要求  
  試樣應有足夠的厚度，*小厚度應符合如下要求：

沖擊裝置類型

試樣*小厚度 (mm)

D 、 DC 型

5

G 型

10

C 型

1

  4 、 試樣具有表面硬化層，其硬化層深度應符合如下要求：

沖擊裝置類型

表面硬化層深度

D 、 DC 型

≥0.8

C 型

≥0.2

  5 、 對于凹、凸、圓柱面及球面試樣，其表面曲率半徑應符合如下要求：

沖擊裝置類型

表面曲率半徑 (mm)

D 、 DC 型

≥30

C 型

≥50

對于表面為曲面的試樣，應使用適當的支撐環(huán)，以保證沖擊頭沖擊瞬間位置偏差在 0.5mm 之內。  
  6 、 試樣不應帶有磁性。  
  7 、 每個測量點間距應大于 3 ～ 4mm ，不可在同一點上重復測試，否則會引起較大的誤差。同時 會減短傳感器的使用壽命。  
  七、影響測試精度的幾個問題  
  由于里氏硬度儀是在動態(tài)力作用下測定金屬硬度的，所以影響測試結果準確性的因素比較多，故應對這些因素如以一定的限制，主要包括 : 試驗條件、試驗對象、操作技術和數據處理等幾個關健環(huán)節(jié)，下面將就一些具體問題探討一下：  
  1 、 試件曲率對精度的影響，  
  在現場工作中，經常遇到曲面的試件，各種曲面對硬度測試結果的影響不同，在正確操作的情況下，沖擊體落在試件表面瞬間的位置與平面試件相同，故通用支撐環(huán)即可。但當曲率小到一定尺寸時，由于平面條件的變形和彈性狀態(tài)相差顯著，會使沖頭回彈速度偏低，從而使里氏硬度示值偏低。  
  2 、數據換算產生的誤差  
  里氏硬度換算為其他硬度時的誤差包括兩個方面，一方面是里氏硬度本身測量誤差，里氏硬度換算為其他硬度時的誤差包括兩個方面，一方面是里氏硬度本身測量誤差，這涉及到 按同一方法重復進行試驗時的分散和對于多臺同型號里氏硬度計的誤差。另一方面是比較不同硬度試驗方法所測硬度產生的誤差，這是由于各種硬度方法之間不存在明確的物理關系，并受到相互比較中測量不可靠性影響的原因。  
本儀器的硬度換算是自動完成的，故可用布氏、洛氏、維氏、肖氏硬度標準塊直接確定  
硬度儀的換算誤差。  
  3 、特殊材料引起為誤差  
  存儲在硬度儀中的換算表對以下鋼種可能產生偏差：  
  高合金鋼  
  ◆所有奧氏體鋼  
  ◆在高速鋼中，耐熱工具鋼和萊氏體鉻鋼 ( 工具鋼類 ) 硬質材料 ( 萊氏體碳化物，例如 M7C3 和 M6C 會引起彈性模量增加，從而使 HL 值偏低。這類鋼應在橫截面上進行測試。  
  ◆局部冷卻硬化，例如由于切割或不適當的試樣制備也會引起 HL 值偏高。  
磁性鋼  
  ◆在檢驗磁性材料硬度時，由于磁場影響，會使 HL 值偏低，如磁場較強，建議不用此種測試方法。  
表面硬化鋼  
  ◆表面產生硬化的材料，尤其是經表面處理的鋼，由于基體軟，會使 HL 值偏低，當硬化層大于 0.8mm 時 (C 型沖擊裝置為 0.2mm) ，則不影響 HL 值。  
對于特殊材料可用以下方法，自己建立對比關系。  
  ◆試驗面必須仔細制備  
  ◆如不進行耦合，選擇的試樣足寸盡可能大  
  ◆試樣硬度在硬度儀換算范圍內  
  ◆用相應測量范圍的硬度塊檢查靜態(tài)硬度計準確性。  
  ◆在試樣上用靜態(tài)硬度計測三個點，并在壓痕周圍用里氏變度儀測五個值，取其平均值。比較兩種方法測出的硬度值即可得出誤差范圍。也可用一組不同硬度試樣用上述方法繪出換算曲線。  
  4 、齒輪檢測的誤差  
  一般情況下，里氏硬度儀對于模數大于 7 的齒輪齒面的檢測是可以保證**度的，但齒輪模數小于 7 時，由于齒面較??；測試誤差相對較大，對此，用戶可根據情況設計相應的工裝，將有利于減小誤差。  
  5 、材料彈性、塑性的影響  
  里氏值除與硬度、強度相關外，更與彈性模量有關，硬度值是材料硬度和塑性的特征參數，因為兩者的成分必然是共同測定的。  
在彈性部分，首先明顯受 E 模量影響，在這方面當材料的靜態(tài)硬度相同，而 E 值大小不同時。 E 值低的材料， HL 值較大。  
根據材料的彈性模量。合金類型及熱處理狀態(tài)可以對各種材料分類。  
  6 、熱軋方向造成構誤差  
  當被測工件系熱軋工藝成型時，如果測試方向與軋制方向一致，會因彈性模量 "E" 偏大而造成測試值偏低，故測試方向應垂直于熱軋方向。例如：測圓柱件截面硬度時，應在徑向測試為好 ( 一般圓柱件熱軋方向為軸向 ) 。  
  7 、其它因素的影響  
  對管件測試時需注意以下幾點：  
  ◆管件注意穩(wěn)固支撐  
  ◆測試點應靠近支撐點且與支撐力平行  
  ◆管壁較薄時在管內放入適當芯子  
  在熱處理過程中，有時會造成金屬材質發(fā)生改變（如 20Cr 鋼經滲碳 - 淬火后由合金結構鋼變成低合金工具鋼），在此情況下，應注意選擇適當的金屬材料。  
  工件本身的硬度離散性也造成試值誤差，應根據經驗分析硬度分布，合理解釋試值誤差。操作方法、試樣制備、探頭配置如不正確，也會造成誤差。

  總之：所有硬度機都不是萬能的、不是能夠解決所有問題、**無瑕的！而便攜式里氏硬度儀，測值簡易、痕跡小、硬度值測量廣泛、攜帶方便，不受空間、方位等限制，是臺式硬度機的有益補充和擴展！在模具，軋輥、容器制造、鍛壓等行業(yè)大有蔓延的趨勢，不可忽視其流行的作用！

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硬度計知識全解讀（上）|北京時代儀器


  硬度計的分類
  一、根據繁簡程度：簡單硬度測量計、復雜硬度測量計
  二、根據所測硬度單位：洛氏硬度計、維氏硬度計、顯微硬度計、布氏硬度計、邵氏硬度計、巴氏硬度計、里氏硬度計、韋氏硬度計、肖氏硬度計、布洛維硬度
  三、根據使用方式：便攜式硬度計、臺式硬度計

  硬度計的用途
  洛氏硬度計用于鑄鐵等工件的洛氏硬度值測量
  維氏硬度計用于較薄工件的維氏硬度值測量
  布氏硬度計用于硬度較高的工件布氏硬度值測量
  里氏硬度計是便攜式硬度計，用于不宜拆卸或較大產品的硬度值測量
  邵氏硬度計用于橡膠類產品邵氏硬度值測量
  韋氏硬度計用于鋁合金類產品韋氏硬度值測量
  巴氏硬度計用于玻璃鋼類產品巴氏硬度值測量
  萬能硬度計用于多種硬度標尺下的硬度值測量
  顯微硬度計是維氏硬度計的一種，用于很薄的工件的維氏硬度值測量
  肖氏硬度計用于測定黑色金屬和有色金屬的肖氏硬度值
  布洛維硬度計用于黑色金屬、有色金屬、硬質合金、滲碳層和化學處理層的硬度確定
  硬度規(guī)定:HS<100、HB<500、HRC<70、HV<1300 、HRA (80~88)、HRB (85~95)、HRC (20~70)
  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)，*后根據壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是金剛石壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標尺B使用的是直徑為1.588mm(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相同的金剛石為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標尺B適用相對較軟實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，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。
 
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