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影響里氏硬度計(jì)測(cè)試精度的幾個(gè)因素
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發(fā)布日期：[2013-03-13] 共閱[4811]次 |
hbzhan內(nèi)容導(dǎo)讀：里氏硬度計(jì)是一種測(cè)試器材，其原理是隨著單片技術(shù)的發(fā)展，1978年，瑞士人Leeb博士提出了一種全新的測(cè)硬方法，它的基本原理是具有一定質(zhì)量的沖擊體在一定的試驗(yàn)力作用下沖擊試樣表面，測(cè)量沖擊體距試樣表面1mm處的沖擊速度與回跳速度，利用電磁原理，感應(yīng)與速度成正比的電壓。
里氏硬度計(jì)是在動(dòng)態(tài)力作用下測(cè)定金屬硬度的，因此影響里氏硬度計(jì)測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的因素比較多，故對(duì)這些因素應(yīng)以一定的限制，主要包括：試驗(yàn)條件、試驗(yàn)對(duì)象、操作技術(shù)和數(shù)據(jù)處理等幾個(gè)關(guān)健環(huán)節(jié)，下面將就一些具體問(wèn)題探討一下：
1、數(shù)據(jù)換算產(chǎn)生的誤差：里氏硬度換算為其他硬度時(shí)的誤差包括兩個(gè)方面，一方面是里氏硬度本身測(cè)量誤差，這涉及到按同一方法重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的分散和對(duì)于多臺(tái)同型號(hào)里氏硬度計(jì)的誤差。另一方面是比較不同硬度試驗(yàn)方法所測(cè)硬度產(chǎn)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(guān)系，并受到相互比較中測(cè)量不可靠性影響的原因。
2、試件曲率對(duì)精度的影響：使用里氏硬度計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)工作中經(jīng)常遇到曲面的試件，各種曲面對(duì)硬度測(cè)試結(jié)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(dāng)曲率小到一定尺寸時(shí)，由于平面條件的變形和彈性狀態(tài)相差顯著，會(huì)使沖頭回彈速度偏低，從而使里氏硬度示值偏低。
3、特殊材料引起的誤差：存儲(chǔ)在硬度儀中的換算表對(duì)以下鋼種可能產(chǎn)生偏差：
（1）高合金鋼。在高速鋼中，耐熱工具鋼和萊氏體鉻鋼（工具鋼類）硬質(zhì)材料（萊氏體碳化物，例如M7C3和M6C會(huì)引起彈性模量增加，從而使HL值偏低，這類鋼應(yīng)在橫截面上進(jìn)行測(cè)試。如不進(jìn)行耦合選擇的試樣足寸盡可能大，在檢驗(yàn)磁性材料硬度時(shí)，由于磁場(chǎng)影響，會(huì)使HL值偏低，如磁場(chǎng)較強(qiáng)，建議不用此種測(cè)試方法。
（2）表面硬化鋼，表面產(chǎn)生硬化的材料尤其是經(jīng)表面處理的鋼，由于基體軟會(huì)使HL值偏低，當(dāng)硬化層大于0.8mm時(shí)（C型沖擊裝置為0.2mm），則不影響HL值。對(duì)于特殊材料可用以下方法，自己建立對(duì)比關(guān)系。
（3）所有奧氏體鋼，局部冷卻硬化，例如由于切割或不適當(dāng)?shù)脑嚇又苽湟矔?huì)引起HL值偏高。
（4）磁性鋼，試樣硬度在硬度儀換算范圍內(nèi)，用相應(yīng)測(cè)量范圍的硬度塊檢查靜態(tài)硬度計(jì)準(zhǔn)確性。在試樣上用靜態(tài)硬度計(jì)測(cè)三個(gè)點(diǎn)，并在壓痕周圍用里氏變度儀測(cè)五個(gè)值，取其平均值。比較兩種方法測(cè)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(cè)的誤差：一般情況下，里氏硬度計(jì)對(duì)于模數(shù)大于7的齒輪齒面的檢測(cè)是可以保證度的，但齒輪模數(shù)小于7時(shí)由于齒面較小；測(cè)試誤差相對(duì)較大。對(duì)此用戶可根據(jù)情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的工裝，將有利于減小誤差。
5、熱軋方向造成構(gòu)誤差：當(dāng)被測(cè)工件系熱軋工藝成型時(shí)，如果測(cè)試方向與軋制方向一致，會(huì)因彈性模量"E"偏大而造成測(cè)試值偏低，故測(cè)試方向應(yīng)垂直于熱軋方向。例如：測(cè)圓柱件截面硬度時(shí)，應(yīng)在徑向測(cè)試為好（一般圓柱件熱軋方向?yàn)檩S向）。
6、材料彈性、塑性的影響：里氏值除與硬度、強(qiáng)度相關(guān)外，更與彈性模量有關(guān)。硬度值是材料硬度和塑性的特征參數(shù)，因此兩者的成分必然是共同測(cè)定的。在彈性部分首先明顯受E模量影響，在這方面當(dāng)材料的靜態(tài)硬度相同而E值大小不同時(shí)，E值低的材料HL值較大。根據(jù)材料的彈性模量合金類型及熱處理狀態(tài)可以對(duì)各種材料分類。
7、其它因素的影響對(duì)管件測(cè)試時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：
（1）管件注意穩(wěn)固支撐：測(cè)試點(diǎn)應(yīng)靠近支撐點(diǎn)且與支撐力平行
（2）管壁較薄時(shí)在管內(nèi)放入適當(dāng)芯子，在熱處理過(guò)程中有時(shí)會(huì)造成金屬材質(zhì)發(fā)生改變（如20Cr鋼經(jīng)滲碳-淬火后由合金結(jié)構(gòu)鋼變成低合金工具鋼），在此情況下應(yīng)注意選擇適當(dāng)?shù)慕饘俨牧稀?br />
（3）工件本身的硬度離散性也造成試值誤差，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析硬度分布，合理解釋試值誤差。另外操作方法、試樣制備、探頭配置如不正確，也會(huì)造成誤差。
大家了解完以上影響里氏硬度測(cè)量精度的因素，不妨在了解下減少里氏硬度計(jì)檢測(cè)小工件的誤差方法，這樣將更加能幫助大家的學(xué)習(xí)。 |
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