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硬度是指材料抵抗塑性變形的能力。它不是確定的物理量,沒(méi)有一致的量綱,沒(méi)有統(tǒng)一的試驗(yàn)方法。不能應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對(duì)不同硬度值進(jìn)行換算。但是在實(shí)際生產(chǎn)中往往不允許將產(chǎn)品破壞及許多零件根本無(wú)法放置在規(guī)定的硬度計(jì)上,尤其是對(duì)質(zhì)量要求較高、檢測(cè)率很高的產(chǎn)品。因此,迫切需要一種便攜式硬度計(jì)。目前,里氏硬度計(jì)應(yīng)用比較廣泛,但是還沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)械產(chǎn)品中,一般要求測(cè)試的是洛氏、布氏、維氏硬度值,這樣,用里氏硬度計(jì)測(cè)定的里氏硬度值(HL)就與洛氏、布氏、維氏硬度值之間存在一定的換算關(guān)系。而各硬度值之間沒(méi)有統(tǒng)一的換算關(guān)系,不存在數(shù)學(xué)關(guān)系式,只是經(jīng)驗(yàn)公式,存在一定誤差。

里氏硬度計(jì)測(cè)試精度技術(shù)

(1)誤差較少,系統(tǒng)穩(wěn)定

里氏硬度計(jì)是一種動(dòng)態(tài)試驗(yàn),利用沖擊體速度來(lái)計(jì)量的,經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確電感應(yīng)的速度測(cè)量,可以zui大限度地降低系統(tǒng)誤差。

(2)量程寬

傳統(tǒng)的布氏、洛氏、維氏等硬度計(jì)在測(cè)量時(shí),通常要根據(jù)材料的不同牌號(hào)、熱處理方式等,選用更換不同的載荷、壓頭直徑、標(biāo)尺等,而里氏硬度計(jì)只需選定材料類(lèi)別,基本上就可以進(jìn)行測(cè)試。

(3)測(cè)量方向任意

傳統(tǒng)的臺(tái)式硬度計(jì)測(cè)量時(shí),對(duì)試樣的大小、形狀等都有一定的要求,尤其是一些形狀復(fù)雜、重量大的零部件,用臺(tái)式硬度計(jì)測(cè)量則比較困難,利用里氏硬度計(jì)測(cè)量時(shí),由于沖擊體質(zhì)量小,行程短,可對(duì)工件各部位和方向任意測(cè)量。

(4)效率高

臺(tái)式硬度計(jì)需要將工件放在平臺(tái)上,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)→產(chǎn)生壓痕→測(cè)量→查表等過(guò)程完成,時(shí)間長(zhǎng),強(qiáng)度大。而利用里氏硬度計(jì)只需將沖擊體放在測(cè)試部位,給沖擊體施加一定的外力,再經(jīng)過(guò)自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)處理,直接顯示出數(shù)值,自動(dòng)化程度高。

測(cè)試技術(shù)條件

根據(jù)里氏硬度計(jì)測(cè)試原理,其測(cè)試數(shù)據(jù)大小取決于沖擊體速度。因此,試件的質(zhì)量、表面粗糙度、幾何形狀、厚度等許多因素都會(huì)影響沖擊體的回彈速度,為了更準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)試,盡量減少誤差,里氏硬度計(jì)應(yīng)具備zui基本的測(cè)試條件。

1、試件質(zhì)量的影響

試件質(zhì)量越小,測(cè)定的硬度值就越比實(shí)際硬度值低,試件質(zhì)量越大,測(cè)定的硬度值就越準(zhǔn)確。

(1)經(jīng)實(shí)際試驗(yàn),里氏硬度計(jì)測(cè)定的zui小質(zhì)量一般為5kg。對(duì)于密實(shí)體、可穩(wěn)定放置、試驗(yàn)力向下的試件,zui小質(zhì)量可降到3kg。

(2)對(duì)于密實(shí)體,當(dāng)試件質(zhì)量在2~3kg時(shí),可以改變沖擊方向,采用垂直向上的方向進(jìn)行測(cè)試,以減少?zèng)_擊力及被測(cè)試件的慣量。

(3)對(duì)于小于3kg的密實(shí)體或非密實(shí)體試件,可以采用耦合的方法提高慣量。

2、試件厚度

(1)對(duì)試件厚度2~3mm的薄平面試件需要進(jìn)行耦合,以提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。

(2)試件厚度<2mm的薄平面試件,慣性差,尤其對(duì)于低硬度材料,容易打穿。在這種情況下,應(yīng)利用臺(tái)式硬度計(jì)進(jìn)行打穿試驗(yàn)。

(3)對(duì)不具備耦合形狀條件的試件可用壓緊支撐提高慣性。

3、曲率半徑

(1)根據(jù)里氏硬度試驗(yàn)原理,同一材料,凸表面的硬度測(cè)試值低于標(biāo)準(zhǔn)形狀試件的硬度測(cè)試值,而凹表面的硬度測(cè)試硬度值高于標(biāo)準(zhǔn)形狀試件的硬度測(cè)試值。

(2)曲率半徑越大,測(cè)試的硬度就越準(zhǔn)確,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對(duì)凸曲面,一般R≥10mm,凹曲面,一般R≥15mm。