400-68-17025
拓普思實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng) 2021-10-19
式中：HL為里氏硬度；vR為沖擊體回彈速度，m·s-1；vA為沖擊體沖擊速度，m·s-1。
1.2 注意事項(xiàng)
使用里氏硬度計(jì)檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡可能地避免各種外界干擾，需注意被測(cè)材料的牌號(hào)、質(zhì)量、厚度、表面粗糙度等，以及里氏硬度計(jì)的沖擊裝置選用、試驗(yàn)方法，從而減少應(yīng)用不當(dāng)造成的檢測(cè)誤差。
1.2.1
材料選項(xiàng)
里氏硬度計(jì)通常都具備材料選項(xiàng)功能，使用前應(yīng)該調(diào)至被測(cè)物相應(yīng)的材料選項(xiàng)，材料選項(xiàng)是按彈性模量E劃分的，選項(xiàng)的參數(shù)將直接影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。不同彈性模量對(duì)應(yīng)材料選項(xiàng)見表1。
表1 不同彈性模量對(duì)應(yīng)的材料選項(xiàng)
? ? ?表1中相同的彈性模量采用不同材料選項(xiàng)，是因?yàn)楸碇械腅是材料宏觀、靜態(tài)的彈性模量，由于金屬中的合金元素及各種化合物在冶金和熱處理過程中會(huì)形成多相、彌散、高彈性模量的微觀組織，使材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能發(fā)生變化，會(huì)使對(duì)彈性模量很敏感的里氏硬度發(fā)生變化，而不同于基體材料的里氏硬度。通常高合金含量材料會(huì)有較高的彈性模量，因此相同彈性模量的鋼材中能夠劃分出合金含量從低到高的2~3種選項(xiàng)。 1.2.2 沖擊裝置的選用 為適用于各種現(xiàn)場環(huán)境檢測(cè)，里氏硬度計(jì)的沖擊裝置型號(hào)較多，不同型號(hào)具有不同用途，全部型號(hào)包括：D型、DC型、S型、E型、D+15型、DL型、C型、G型。其中D型沖擊裝置屬于通用型，通常作為標(biāo)準(zhǔn)配置，用于普通金屬樣品的硬度檢測(cè)；DC型沖擊裝置短小，采用特殊的加力環(huán)，其他參數(shù)與D型沖擊裝置幾乎一致，應(yīng)用于較小空間的硬度檢測(cè)，如孔內(nèi)、圓柱筒內(nèi)等；G型沖擊裝置球頭直徑較大，其沖擊能量較高,對(duì)被測(cè)物表面質(zhì)量要求較寬泛，適用于表面較粗糙的零件及大型鑄件和鍛件的硬度檢測(cè)；C型沖擊裝置較短,沖擊能量約為D型裝置的1/4，適用于表面硬化層、薄層及質(zhì)量較小的被測(cè)物檢測(cè)。常用的4種沖擊裝置技術(shù)參數(shù)見表2。
表2 常用沖擊裝置技術(shù)參數(shù)
表3 里氏硬度檢測(cè)相關(guān)要求
1.3?檢測(cè)結(jié)果 根據(jù)GB/T 17394.1—2014的要求，里氏硬度試驗(yàn)應(yīng)至少進(jìn)行3次，并計(jì)算其算數(shù)平均值。如果硬度相差超過20HL，應(yīng)增加試驗(yàn)次數(shù)，并計(jì)算算術(shù)平均值。 沒有將里氏硬度檢測(cè)結(jié)果換算成其他硬度的準(zhǔn)確且普遍適用的方法，除非通過對(duì)比試驗(yàn)得到相關(guān)的換算依據(jù)，否則應(yīng)盡量避免里氏硬度換算。當(dāng)應(yīng)該進(jìn)行換算時(shí)，對(duì)于常用金屬材料可參照GB/T 17394.4—2014進(jìn)行換算。 在里氏硬度符號(hào)前示出硬度數(shù)值，在后面示出沖擊裝置類型，如600 HLD。對(duì)于里氏硬度換算其他硬度的標(biāo)識(shí)，GB/T 17394.1—2014中沒有明確規(guī)定，通常在里氏硬度符號(hào)之前給出相應(yīng)的硬度符號(hào)，如600 HBHLD。 2 里氏硬度計(jì)的校準(zhǔn) 2.1 校準(zhǔn)條件 被校準(zhǔn)材料應(yīng)該取自試樣基體或熱處理?xiàng)l件相同的同牌號(hào)試樣，試樣需加工成?100mm、厚度55mm的圓形樣塊。校準(zhǔn)面與支撐面需保證平行度不大于0.1mm，校準(zhǔn)面Ra不大于0.8μm；支撐面Ra不大于1.6μm。G型硬度計(jì)校準(zhǔn)試樣質(zhì)量需大于15kg。 2.2 校準(zhǔn)方法 按GB/T 17394.4—2014的技術(shù)要求進(jìn)行里氏硬度檢測(cè)，取15個(gè)點(diǎn)的算數(shù)平均值作為里氏硬度計(jì)檢測(cè)值用于校準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際情況可減少檢測(cè)點(diǎn)。以相關(guān)洛氏、布氏、維氏等硬度標(biāo)尺的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行被校準(zhǔn)物檢測(cè)，并至少檢測(cè)4點(diǎn)，取算數(shù)平均值為檢測(cè)值。計(jì)算兩次檢測(cè)結(jié)果算數(shù)平均值之間的偏差可得到補(bǔ)償值，即補(bǔ)償值(偏差值)等于標(biāo)準(zhǔn)硬度算數(shù)平均值減去里氏硬度算數(shù)平均值。 2.3 校準(zhǔn)結(jié)果 研究人員將從事現(xiàn)場檢測(cè)遇到的材料校準(zhǔn)匯總于表4，包括灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、高頻淬火件等檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比。
表4 不同材料硬度檢測(cè)結(jié)果及換算值對(duì)比
? ? ?將表4檢測(cè)結(jié)果的算數(shù)平均值按該文3.2節(jié)校準(zhǔn)方法進(jìn)行計(jì)算，得到以下材料牌號(hào)換算時(shí)的補(bǔ)償值，見表5，并注明了校準(zhǔn)材料基體的硬度范圍，以提高參考價(jià)值。
表5 不同材料的里氏硬度換算補(bǔ)償值
3 分析與討論 GB/T 17394.1—2014中沒有規(guī)定表面硬化層的硬度檢測(cè)方法，建議在使用里氏硬度計(jì)檢測(cè)表面硬化層硬度時(shí)注意有效硬化深度，采用D型、DC型沖擊裝置時(shí)，有效硬化深度不小于0.80mm，采用C型沖擊裝置時(shí)有效硬化深度不小于0.20mm，但其檢測(cè)結(jié)果只能作為參考，用于產(chǎn)品質(zhì)量的快速檢驗(yàn)，而非標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法。 GB/T 17394.1—2014中規(guī)定在里氏硬度符號(hào)前示出硬度數(shù)值，在后面示出沖擊裝置類型。但對(duì)于用里氏硬度換算其他硬度符號(hào)的標(biāo)識(shí)，GB/T?17394.1—2014中沒有明確規(guī)定，研究人員認(rèn)為在里氏硬度符號(hào)之前給出相應(yīng)的硬度符號(hào)較為合適，如300 HVHLD，400 HBHLD，500 HRCHLD，以區(qū)分硬度為里氏硬度轉(zhuǎn)換值。 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法中涉及硬度計(jì)的應(yīng)用較少，特別是被測(cè)物材料選項(xiàng)的設(shè)置未具體說明，只是在GB/T 17394.4—2014中標(biāo)明了相關(guān)材料的彈性模量，而在里氏硬度計(jì)的使用中，此選項(xiàng)環(huán)節(jié)是非常重要的，會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，建議相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)增加該步驟，以避免初學(xué)者的疏忽影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 當(dāng)里氏硬度進(jìn)行換算時(shí)，對(duì)于常用金屬材料可參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17394.4—2014，但沒有普遍適用的準(zhǔn)確方法將里氏硬度換算成其他硬度，除非通過對(duì)比試驗(yàn)得到相關(guān)的換算依據(jù)。因相同彈性模量的材料，存在微觀組織、合金含量、力學(xué)性能等不同的情況，對(duì)材料本身彈性模量具有一定影響，也會(huì)影響里氏硬度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此研究人員認(rèn)為，里氏硬度計(jì)在檢測(cè)值換算前都應(yīng)該進(jìn)行一次校準(zhǔn)對(duì)比，以得到補(bǔ)償值修正換算結(jié)果，從而提高換算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 4 結(jié)論 使用里氏硬度計(jì)檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意被測(cè)材料的牌號(hào)、質(zhì)量、硬度、厚度、表面粗糙度等，采用合適的沖擊裝置和試驗(yàn)方法，避免因試驗(yàn)條件不合適或操作不當(dāng)而造成檢測(cè)誤差。在熱處理現(xiàn)場檢測(cè)條件不合適、環(huán)境不理想的情況下，可通過計(jì)算校準(zhǔn)偏差(即補(bǔ)償值)來提高換算結(jié)果的準(zhǔn)確性。建議里氏硬度計(jì)在檢測(cè)值換算前應(yīng)進(jìn)行一次校準(zhǔn)對(duì)比，以得到補(bǔ)償修正換算結(jié)果，從而提高換算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 作者：肖健，孫盼 單位：滬東重機(jī)有限公司