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  • 浅谈里氏硬度计应用和检测

    1 引言
    里氏硬度计越来越被广泛应用。作为一名检定员,只有了解里氏硬度计的产品型号、组成、工作原理以及它的特点,并注意掌握检测过程中应该注意的事项,才能保证里氏硬度计示值准确的检测。
    2 里氏硬度计概况
    里氏硬度计由冲击装置和显示装置两部分组成。国内产品一般是冲击装置和显示装置通过一根数据传输电缆连接而成,而国外生产的里氏硬度计通常显示装置和冲击装置是一个整体,显示装置在冲击装置上。常见冲击装置类型有D型、DC型、D+15型、G型、E型、C型、DL型。不同的冲击装置用途也不同,见表1。
    表1
    冲击装置的类型主 要 用 途D 大部分硬度测量
    DC
    空间狭小的场合测量,例如孔内、圆柱筒内或在已组装的机械内部测量
    D+15 沟槽内或凹入的表面硬度测量
    G 极高硬度、碳化物含量高的工具钢硬度测量
    E 锻件、铸件及表面粗糙工件测量
    C表面硬化了的部件,表面覆盖层,薄壁工件硬度测量
    DL 工件深部凹槽、狭小孔底或齿轮根部测量
    3 工作原理
    里氏硬度计是一种动态硬度试验法,它是根据弹性冲击原理制成的,其基本原理是具有一定质量的冲击体(碳化钨或金刚石球头)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,再利用电磁原理,感应与速度成正比的电压。里氏硬度值以冲击体回跳速度与冲击速度之比来表示:
    HL=1000×
    式中:HL—里氏硬度值
    vR —冲击体回跳速度
    vA —冲击体冲击速度
    但现在的里氏硬度计一般是固定冲击速度,只采集反弹速度,这样简化了仪器的工作过程,降低了成本。
    4 与其他硬度计的区别
    1)布、洛、维硬度计是静载测试法,考察的是材料的塑性变形,通过检测压痕的大小或深度,得到其硬度值,而里氏硬度计、肖氏硬度计都属动载测试法,考察的是材料的弹性变形,通过采集冲击体的反弹速度和冲击速度得到里氏硬度值和采集反弹垂直高度得到肖氏硬度值。
    2)通常使用的布、洛、维硬度计,由于体积庞大,不利于现场检测,而里氏硬度计体积小,可以进行现场检测,尤其大、重型仪器设备有时只能用里氏硬度计进行。
    3)通常使用的布、洛、维、肖硬度计要求检测方向垂直向下,而里氏硬度计通过速度修正,可以在任意方向上使用。
    4)里氏硬度计可以通过机内微电脑与其他硬度值(HRC、HRB、HB、HV、HSD)进行转换,而其他硬度计没有此项功能。
    5 示值检定和注意事项问题
    5.1 里氏硬度计的示值检定
    根据JJG747-1999《里氏硬度计》检定规程,示值检定方法是将标准里氏硬度计放置在稳固的水平工作2008/6 总第208期国内统一刊号CN31-1424/TB29台上,冲击装置垂直于硬度块,对5个不同位置上各测定1次,计算出里氏硬度算术平均值,并要求两个冲击压痕中心距离不得小于4mm,冲击点中心至块的边缘距离不得小于8mm。示值误差δ按下式计算:
    δ=Hm-H
    式中:H —标准里氏硬度值;
    Hm—5点硬度测定的算术平均值
    5.2 检定过程中应注意的问题
    1)启动里氏硬度计开关按纽,若显示器不显示或显示屏闪烁时,很可能里氏硬度计没有电或电不足,这时应关机,对里氏硬度计充电以后再进行检测。
    2)检定里氏硬度计,应该针对不同的冲击装置选择不同的标准里氏硬度块进行检测。原因如下:
    a. 对于冲击装置为DC型、D+15型、E型、C型、DL型的硬度计,虽然可以用HLD里氏硬度块进行检测,并且根据标准里氏硬度块HLD值的多少,通过查JJG747-1999附录B或查JB/T9378-2001《里氏硬度计》的标准,得到相应硬度值,与检测结果比较,得到里氏硬度计的示值误差。但是这样检测除了正常的检测误差外,还会增加数据转换的误差,因为不同的冲击装置,它的冲击体的质量、冲击能量、冲击体的球头顶端材质不一定一样,会对检测结果产生影响。
    b. 冲击装置为G型的里氏硬度计,一定要用HLG标准里氏硬度块进行检测,不能用HLD标准里氏硬度块,因为G型冲击装置的冲击体的质量和冲击能量要比其他型号规格的冲击装置的质量和冲击能量大得多。
    这就是为什么HLG标准里氏硬度块要比HLD里氏硬度块重得多的原因。


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