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影響硬度計測試精度的幾個問題
閱讀：2721 發(fā)布時間：2018-12-3
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(shù)據(jù)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(xiàn)場工作中，經(jīng)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(shù)據(jù)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?shù)脑嚇又苽湟矔餒L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(jīng)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(shù)大于7的齒輪齒面的檢測是可以保證度的，但齒輪模數(shù)小于7時，由于齒面較?。粶y試誤差相對較大，對此，用戶可根據(jù)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(shù)，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(jù)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(jīng)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?shù)慕饘俨牧稀?
工件本身的硬度離散性也造成試值誤差，應根據(jù)經(jīng)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，所有硬度機都不是的、不是能夠解決所有問題、無瑕的！而便攜式里氏硬度計，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！
1、 試件曲率對精度的影響，
在現(xiàn)場工作中，經(jīng)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(shù)據(jù)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?shù)脑嚇又苽湟矔餒L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(jīng)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(shù)大于7的齒輪齒面的檢測是可以保證度的，但齒輪模數(shù)小于7時，由于齒面較?。粶y試誤差相對較大，對此，用戶可根據(jù)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(shù)，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(jù)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(jīng)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?shù)慕饘俨牧稀?
工件本身的硬度離散性也造成試值誤差，應根據(jù)經(jīng)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，所有硬度機都不是的、不是能夠解決所有問題、無瑕的！而便攜式里氏硬度計，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！