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細(xì)談里氏硬度計(jì)測(cè)試基本原理
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發(fā)布日期:[2013-01-21] 共閱[1556]次 |
細(xì)談里氏硬度計(jì)測(cè)試基本原理 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。里氏硬度值以沖擊體回跳速度與沖擊速度之比來(lái)表示。 計(jì)算公式:HL=1000*(VB/VA) 式中:HL——里氏硬度值 VB——沖擊體回跳速度 VA——沖擊體沖擊速度 二、里氏硬度計(jì)沖擊裝置 里氏硬度度有D、DC、D=15、C、G、E、DL七種: D:外型尺寸:f20*70mm,重量:75g.通用型,用于大部分硬度測(cè)量。 DC:外型尺寸:f20*86mm,重量:50g。沖擊裝置很短,主要用于非常局促的地方,例如孔或圓筒內(nèi)。 D+15:外型尺寸:f20*162mm,重量:80g。頭部細(xì)小,用于溝槽或凹入的表面硬度測(cè)量。 C:外型尺寸:f20*141mm,重量:75g。沖擊能量小,用于測(cè)小輕、薄部件及表面硬化層。 G:外型尺寸:f30*254mm,重量:250g。沖擊能量大,對(duì)測(cè)量表面要求低。用于大、厚重及表面較粗糙的鍛鑄件。 E:外型尺寸:f20*162,重量80g壓頭為人造金剛石,用于硬度*材料的測(cè)定。 DL:外形尺寸:f20*202mm,重量:80g頭部更加細(xì)小,用于狹窄溝槽及齒輪面硬度的測(cè)定。 三、異型支撐環(huán)的使用 在現(xiàn)場(chǎng)工作中,經(jīng)常遇到曲面試件,各種曲面對(duì)硬度測(cè)試結(jié)果影響不同,在正確操作的情況下,沖擊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的彈性狀態(tài)相差顯著會(huì)使沖擊體回彈速度偏低,從而使里氏硬度示值偏低。因此對(duì)試樣,建議測(cè)量時(shí)使用小支撐環(huán)。對(duì)于曲率半徑更小的試樣,建議選用異型支撐環(huán)。 四、里氏硬度計(jì)的測(cè)量范圍 根據(jù)里氏原理,只要材料具備一定剛性,能形成反彈,就能測(cè)出準(zhǔn)確的里氏硬度值,但很多材料里氏與其它制式的硬度沒(méi)有相應(yīng)的換算關(guān)系,因此里氏硬度計(jì)目前只裝了9種材料的換算表。具體材料如下:鋼和鑄鋼,合金工具鋼,灰鑄鐵,球墨鑄鐵,鑄鋁合金,銅鋅合金,銅錫合金,純銅,不銹銅。 對(duì)于一些特殊材料的試樣,用戶可使用公司提供的擬合曲線做換算表。在實(shí)際生產(chǎn)中,使用的金屬材料多種多樣,由于里氏硬度計(jì)對(duì)材料的加工方式、材料的合金元素組成敏感,而里氏硬度計(jì)芯片中儲(chǔ)存的硬度換算表不可能都滿足用戶的需要,用戶在測(cè)試中,可以使用擬合做自己的硬度換算表。 五、影響里氏硬度計(jì)測(cè)試精度的因素 1、數(shù)據(jù)換算產(chǎn)生的誤差 里氏硬度換算為其它硬度時(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,這涉及到按方法進(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)的測(cè)量誤差。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,這是由于各種硬度試驗(yàn)方法之一間不存在明確的物理關(guān)系,并受到相互比較中測(cè)量不可靠影響的原因。 2、特殊材料引起的誤差 存貯在硬度儀中的換算表對(duì)下列鋼種可能產(chǎn)生偏差: 所有奧氏體鋼 耐熱工具鋼和萊氏體鉻鋼(工具鋼類)硬質(zhì)材料會(huì)引起彈性模量增加,從而使L值偏低。這類鋼應(yīng)在橫截面上進(jìn)行測(cè)試 局部冷卻硬化會(huì)引起L值偏高 磁性鋼由于磁場(chǎng)影響,會(huì)使L值偏低。 表面硬化鋼,基體軟,會(huì)使L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L值。 3、齒輪檢測(cè)中的誤差 一般情況下,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,將有助于減小誤差。 4、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?yàn)閮烧叩某煞直厝皇枪餐瑴y(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,L值較大 5、熱軋方向造成的誤差 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)圓柱截面硬度時(shí),應(yīng)在徑向測(cè)試為好。(一般圓柱熱軋方向?yàn)檩S向)。 6、試樣重量、粗糙度、厚度的影響 7、試件磁性應(yīng)小于300高斯 8、其它因素的影響 測(cè)量管件硬度時(shí)須注意: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,管壁較薄在管內(nèi)放入適當(dāng)芯子。 |
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