400-68-17025
拓普思實驗室系統(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
使用里氏硬度計檢測時應(yīng)盡可能地避免各種外界干擾，需注意被測材料的牌號、質(zhì)量、厚度、表面粗糙度等，以及里氏硬度計的沖擊裝置選用、試驗方法，從而減少應(yīng)用不當(dāng)造成的檢測誤差。
1.2.1
材料選項
里氏硬度計通常都具備材料選項功能，使用前應(yīng)該調(diào)至被測物相應(yīng)的材料選項，材料選項是按彈性模量E劃分的，選項的參數(shù)將直接影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。不同彈性模量對應(yīng)材料選項見表1。
表1 不同彈性模量對應(yīng)的材料選項
? ? ?表1中相同的彈性模量采用不同材料選項，是因為表中的E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形成多相、彌散、高彈性模量的微觀組織，使材料的動態(tài)力學(xué)性能發(fā)生變化，會使對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。 1.2.2 沖擊裝置的選用 為適用于各種現(xiàn)場環(huán)境檢測，里氏硬度計的沖擊裝置型號較多，不同型號具有不同用途，全部型號包括：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；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，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,對被測物表面質(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；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)量較小的被測物檢測。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 里氏硬度檢測相關(guān)要求
1.3?檢測結(jié)果 根據(jù)GB/T 17394.1—2014的要求，里氏硬度試驗應(yīng)至少進行3次，并計算其算數(shù)平均值。如果硬度相差超過20HL，應(yīng)增加試驗次數(shù)，并計算算術(shù)平均值。 沒有將里氏硬度檢測結(jié)果換算成其他硬度的準(zhǔn)確且普遍適用的方法，除非通過對比試驗得到相關(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)該進行換算時，對于常用金屬材料可參照GB/T 17394.4—2014進行換算。 在里氏硬度符號前示出硬度數(shù)值，在后面示出沖擊裝置類型，如600 HLD。對于里氏硬度換算其他硬度的標(biāo)識，GB/T 17394.1—2014中沒有明確規(guī)定，通常在里氏硬度符號之前給出相應(yīng)的硬度符號，如600 HBHLD。 2 里氏硬度計的校準(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條件相同的同牌號試樣，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)要求進行里氏硬度檢測，取15個點的算數(shù)平均值作為里氏硬度計檢測值用于校準(zhǔn)，根據(jù)實際情況可減少檢測點。以相關(guān)洛氏、布氏、維氏等硬度標(biāo)尺的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進行被校準(zhǔn)物檢測，并至少檢測4點，取算數(shù)平均值為檢測值。計算兩次檢測結(jié)果算數(shù)平均值之間的偏差可得到補償值，即補償值(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、高頻淬火件等檢測結(jié)果的對比。
表4 不同材料硬度檢測結(jié)果及換算值對比
? ? ?將表4檢測結(jié)果的算數(shù)平均值按該文3.2節(jié)校準(zhǔn)方法進行計算，得到以下材料牌號換算時的補償值，見表5，并注明了校準(zhǔn)材料基體的硬度范圍，以提高參考價值。
表5 不同材料的里氏硬度換算補償值
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方法，建議在使用里氏硬度計檢測表面硬化層硬度時注意有效硬化深度，采用D型、DC型沖擊裝置時，有效硬化深度不小于0.80mm，采用C型沖擊裝置時有效硬化深度不小于0.20mm，但其檢測結(jié)果只能作為參考，用于產(chǎn)品質(zhì)量的快速檢驗，而非標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。 GB/T 17394.1—2014中規(guī)定在里氏硬度符號前示出硬度數(shù)值，在后面示出沖擊裝置類型。但對于用里氏硬度換算其他硬度符號的標(biāo)識，GB/T?17394.1—2014中沒有明確規(guī)定，研究人員認(rèn)為在里氏硬度符號之前給出相應(yīng)的硬度符號較為合適，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)方法中涉及硬度計的應(yīng)用較少，特別是被測物材料選項的設(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，而在里氏硬度計的使用中，此選項環(huán)節(jié)是非常重要的，會影響檢測結(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)者的疏忽影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。 當(dāng)里氏硬度進行換算時，對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，除非通過對比試驗得到相關(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，對材料本身彈性模量具有一定影響，也會影響里氏硬度檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此研究人員認(rèn)為，里氏硬度計在檢測值換算前都應(yīng)該進行一次校準(zhǔn)對比，以得到補償值修正換算結(jié)果，從而提高換算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 4 結(jié)論 使用里氏硬度計檢測時應(yīng)注意被測材料的牌號、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方法，避免因試驗條件不合適或操作不當(dāng)而造成檢測誤差。在熱處理現(xiàn)場檢測條件不合適、環(huán)境不理想的情況下，可通過計算校準(zhǔn)偏差(即補償值)來提高換算結(jié)果的準(zhǔn)確性。建議里氏硬度計在檢測值換算前應(yīng)進行一次校準(zhǔn)對比，以得到補償修正換算結(jié)果，從而提高換算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 作者：肖健，孫盼 單位：滬東重機有限公司