一文解析硬度计分类硬度计注意事项
硬度计是一种硬度测试仪器。金属硬度测量早由雷奥姆尔提出硬度定义,表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。
常用的硬度分类
硬度试验是机械性能试验中简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。
1.里氏硬度(Dietmar Leeb)里氏硬度是根据新的里氏硬度测试原理利用的微处理器技术设计而成。
2.布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
3.洛氏硬度(HR)当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的情况
HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
4. 维氏硬度(HV)以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用载荷值除以材料压痕凹坑的表面积,即为维氏硬度值(HV)。
5 努氏硬度(HK)
适用于高硬度材料的硬度测试(一般HV1000硬度以上的硬度测量)。
6.还有肖氏硬度计
7.韦氏硬度计(HW)
适用于铝合金类产品的韦氏硬度值测量。
8 石膏硬度计
适用于建筑石膏硬度测量,将钢球置于试件上,测量在固定荷载作用下球痕的深度,经计算得出试件的石膏硬度。
以上硬度只是常用的几种,另外还有肖氏(HS)硬度、邵氏(HS)硬度、巴氏硬度、摩氏硬度等。实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高
硬度计分类
按原理可以分为:里氏硬度计、洛氏硬度计、布氏硬度计、邵氏硬度计、肖氏硬度计、巴氏硬度计、显微硬度计、摩氏硬度计、维氏硬度计等。
按测量对象分为:水果硬度计、水泥硬度计等。
折叠里氏硬度计
里氏硬度计主要功能:可通过按键选择测试材料、硬度制式、测试方向及测试次数;
可实现六种硬度(HLD、HRB、HRC、HB、HV、HS)间的转换;
可反复显示各次测试结果,并可自动或手动删除误操作测试结果;
可随时输出单次测试平均值或整体输出所有存储数据;
自动检测电池电压,在测试状态有电量显示图标;
里氏硬度计原理:用具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面,测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/VA(冲击速度)。
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硬度计注意事项
除了各种硬度计使用时特殊注意事项外,还有一些共同的应注意的问题,现列举如下:
1、硬度计本身会产生两种误差:一是其零件的变形、移动造成的误差;二是硬度参数超出规定标准所造成的误差。对第二种误差,在测量前需用标准块对硬度计进行校准。对洛氏硬度计校正结果,差值在±1之内合格。差值在±2之内的稳定数值,可以给出修正值。差值在±2范围之外时则必需对硬度计进行校正维修或换其他硬度测试法测定。
洛氏硬度各标度有一事实上的适用范围,要根据规定正确选用。例如,硬度高于HRB100时,应采用HRC标度进行测试;硬度低于HRC20时应用HRB标度进行测试。因为超出其规定的测试范围时,硬度计的度及灵敏度较差,硬度值不准确,不宜使用。其他硬度测试法也都规定有相应的校正标准。校准硬度计用的标准块不能两面使用,因标准面与背面硬度不一定一致。一般规定标准块自标定日起一年内有效。
2、在更换压头或砧座时,注意接触部位要擦干净。换好后,要用一定硬度的钢样测试几次,直到连续两次所得硬度值相同为止。目的是使压头或砧座与试验机接触部分压紧,接触良好,以免影响试验结果的准确性。
3、硬度计调整后,开始测量硬度时,个测试点不用。因怕试样与砧座接触不好,测得的值不准确。待点测试完,硬度计处于正常运行机制状态后再对试样进行正式测试,记录测得的硬度值。
4、在试件允许的情况下,一般选不同部位至少测试三个硬度值,取平均值,取平均值作为试件的硬度值。
5、对形状复杂的试件要采用相应形状的垫块,固定后方可测试。对圆试件一般要放在V形槽中测试。
6、加载前要检查加载手柄是否放在卸载位,加载时动作要轻稳,不要用力太猛。加载完毕加载手柄应放在卸载位置,以免仪器长期处于负荷状态,发生塑性变形,影响测量度。
布氏硬度计因能测出试样较大范围的硬度值,因而广泛应用于生产中对未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等的布氏硬度值测定。
本文谈谈一些常见故障及排除方法。
1、载荷误差超过±1.0%或不稳定
造成这种故障的原因及排除方法:
(1)力点刀刃松动,应调整力点刀刃并拧紧;
(2)力点刀刃和支点的磨损会不同程度地增加载荷误差,应研修刀刃;
(3)载荷杠杆上的调整块位置不适当,可根据情况向前或向后移动,调整合适后固定紧;
(4)压缩弹簧锈蚀,增大了与压轴、主轴衬套的磨擦,应清洗生锈部位并上防护油或更换之。
(5)加荷不平稳,有冲击振动现象,应排除引起不平稳的因素。
2、加荷速度不能控制在规定的时间内
加荷速度过快或过慢,主要是减速器用油粘度过小或过大,应清洗减速器,并更换减速器用油。
3、测定的硬度值与标准硬度块示值不一致
造成这种故障的原因及排除方法:
(1)硬度计安装不水平,应将硬度计调至水平;
(2)钢球表面不光洁或直径超过允差,应用千分尺挑选合格的钢球换上;
(3)压痕测量装置误差偏大,应调整压痕测量装置的允许误差,使其≤±0.5%;
(4)砝码不能垂直放置,砝码与硬度计后盖擦靠,应检查吊环是否挂在重点刀刃上,吊架吊杆是否平直,否则应将吊环挂于重点刀刃上,校直吊架吊杆;
(5)主轴与试台平台垂直度,主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度超差,应分析视其情况进行主轴与试台平台垂直度、主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度的调整。
4、硬度计反复加卸载荷
造成这种故障的原因及排除方法:
(1)按键开关顶杆过长,转向开关A、B触点与A1、B1触点不能脱开,应调节顶杆长度并固定之;
(2)换向开关安装位置不当,活动挡板不能触动换向开关上的销子,造成换向开关不换向,应调整换向开关的安装位置。
5、硬度计载荷全部加上时停机
此种故障原因为换向开关接触点有**、烧蚀现象,造成接触点接触不佳,应对接触点加以清理打磨或更换新的换向开关。
6、按键开关按下,硬度计不动作,但有嗡嗡的电流声
此种故障原因为电机缺相,应检查电源是否正常,电源插头是否插好,电缆线是否有断路,电源开关是否完好,电机接线是否接牢,电机线圈是否烧坏一组以及换向开关触点接触是否良好等,应视其情况分别予以排除。
里氏硬度计属于计量检测仪器,在保证产品质量、进行失效分析方面起着重要作用,因此选择好里氏硬度计对于使用者来说是个关键问题。
1、选择进口还是国产里氏硬度计?
瑞士PROCEQ公司于1977年发明了里氏硬度计,该公司生产的里氏硬度计是世界一流的,目前世界上许多国家都采用该公司的技术标准作为本国家的计量标准,中国的国家计量标准也是参照PROCEQ公司的技术标准制定的。瑞士PROCEQ公司生产的里氏硬度计的主要特点是一台主机可以配置七种不同类型的冲击装置。进口里氏硬度计在性能上是无可挑剔的,但进口里氏硬度计价格比较贵,购买进口D型标准配置的里氏硬度计约需人民币八万元左右,且出了问题维修不方便。国产里氏硬度计的特点是价格便宜,购买国产D型标准配置的里氏硬度计约需人民币一万多元。但国产里氏硬度计有优劣之分,购买时须慎重选择。
2、如何鉴别里氏硬度计的优劣?
真正的里氏硬度计是符合国家标准和国际标准且具有互换一致性的。虽然中国有关部门制定了里氏硬度计国家标准,有些生产厂家的技术实力由于达不到生产符合标准里氏硬度计的水平,因此采用修正的方法生产里氏硬度计,其产品虽也名为里氏硬度计,但与真正的里氏硬度计相去甚远,原本测值不准的硬度计经过修正后也可以达到测试硬度试块准确的要求,因此用户要选择好里氏硬度计需要注意真正里氏硬度计的以下特征:
击装置具有互换性。里氏硬度计的一台主机可以同时配置七种不同类型的冲击装置;若干支同一种类的冲击装置可以配置在一台主机上。
击装置的冲头具有可更换性。里氏硬度计冲击装置的冲头具有可更换性。同一种类冲击装置的冲头可以相互替换而不影响测值。
里氏硬度计不具有可调整性。里氏硬度计出厂后不具有可调整性,由于球头的磨损造成测值不准时,应采用更换球头的办法解决。
里氏硬度计测量误差在硬度的全范围满足标准要求。里氏硬度计测量误差在硬度的整个范围从低到高都是满足标准规定的误差要求的。
3、如何为自己选择适合的里氏硬度计
了解自己需要测试的工件的规格,及工件的大小、薄厚、表面的粗糙度等物理性质。
工件的材料也会对测试结果产生不同的影响,如铝、铜、工具钢等特殊材料,不同的材料反弹模数即不同,选择冲动装置对测试结果极为重要。
采购里氏硬度计的目地,需要测试的硬度制,HL、HB、HRC、HRB、HV、HS,满足以上条件您就可以购得为您提高工作效率的里氏硬度计。
4、里氏硬度计的标定
里氏硬度计由于具有携带方便、操作简单、检测迅速和测量准确等特点,在世界范围的工作领域内得到了广泛应用。由于人们的习惯和已延用多年的硬度计量标准,目前在实际进行硬度测试时,普遍使用的还是布氏、洛氏、维氏和肖氏等硬度测试方法。里氏硬度试验方法是近20年才出现的,若完全直接使用里氏硬度试验方法进行硬度测试尚须时日。目前为兼顾里氏硬度计的实用性和传统硬度计量标准的要求,满足硬度测试工作的需要,人们往往要把里氏硬度值转换成布氏、肖氏、洛氏和维氏等硬度值。里氏硬度值是否能直接转换成其它硬度值,这与使用的冲击装置和被测硬度材料是有关系的,建立不同硬度值之间的转换关系,往往需要人们进行大量的工作。
5、里氏硬度计的标准
里氏硬度计由于具有携带方便、操作简单、检测迅速和测值准确等特点,在金属硬度的检测工作中得到了广泛的应用,国家有关部门也相继颁布了里氏硬度计一系列标准,下面分别做一简单介绍。