硬度计|测厚仪|里氏硬度计
 
 
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技术交流
  表2-2洛氏硬度标尺的选择

表2-2洛氏硬度标尺的选择

被测材料

压头

标尺

总试验力
(kg )

鼓轮读取刻度

高硬度或薄硬材料。如硬质合金、硬化薄钢带、渗碳后的淬硬钢。

金刚石压头

A

60

C

中低硬度材料。如退火后的中低碳钢、不锈钢、铜合金、硬铝合金、可锻铸铁等。是应用较广的洛氏硬度标尺。

1/16"钢球

B

100

B

淬火及低温回火的一般钢材、冷硬铸铁、珠光体可锻铸铁、钛合金等,及硬度值超过HRB100的材料。是应用最广的洛氏硬度标尺。

金刚石压头

C

150

C

中等渗层表面硬化钢、薄硬钢板、珠光体可锻铸铁。

金刚石压头

D

100

C

铸铁、铝合金、镁合金、轴承合金。

1/8"钢球

E

100

B

退火黄铜、紫铜、铝合金、软钢薄板。

1/16"钢球

F

60

B

铍青铜、磷青铜、可锻铸铁等(HRB值接近100的材料)。

1/16"钢球

G

150

B

铝、锌、铅等软金属。

1/8"钢球

H

60

B

软金属薄材、轴承合金。

1/8"钢球

K

150

B

洛氏硬度计不易检测的渗碳钢、渗氮钢、表面淬火钢等浅层表面硬化钢件;小零件;厚度薄至0.15mm的硬钢带及要求压痕尽量小的高硬度工件。

金刚石压头

15N

15

N—T

金刚石压头

30N

30

N—T

金刚石压头

45N

45

N—T

软钢、不锈钢、铜合金、铝合金薄板带材料、薄壁管材、小零件、电镀层及要求压痕尽量小的中、低硬度工件。

1/16"钢球

15T

15

N—T

1/16"钢球

30T

30

N—T

1/16"钢球

45T

45

N—T


  N标尺用于类似洛氏标尺C、A和D检测的材料,但仅限于薄小试样和浅硬化深度的试样。
  T标尺用于类似洛氏标尺B、F和G检测的材料,但仅限于薄小试样和较软且覆镀层较浅的试样。
  2.2洛氏硬度计的特点
  洛氏硬度试验操作简单,测量迅速,可在指示表上直接读取硬度值,工作效率高,成为最常用的硬度试验方法之一。由于试验力较小,压痕也小,特别是表面洛氏硬度试验的压痕更小,对大多数工件的使用无影响,可直接测试成品工件,初试验力的采用,使得试样表面轻微的不平度对硬度值的影响较小,因此,此仪器非常适于在工厂使用,适于对成批加工的成品或半成品工件进行逐件检测,该试验方法对测量操作的要求不高,非专业人员容易掌握。
  2.3洛氏硬度计的应用
  洛氏硬度试验采用了3种压头,6种试验力,根据金属材料材质、硬度范围及尺寸的不同,共有15个标尺可供选择,可以测试从很软到很硬几乎全部常见的金属材料,应用范围十分广阔。洛氏硬度计在工业生产中得到了广泛应用,成为检验产品质量,是确定合理加工工艺的主要手段。可测试各种黑色和有色金属,测试淬火钢、回火钢、退火钢、表面硬化钢、各种厚度的板材、硬质合金材料、粉末冶金材料、热喷涂层的硬度。
  表面洛氏硬度计用于测试薄板金属、薄壁管材、表面硬化钢和小零件的硬度。
  3. 维氏硬度计(GB/T4340.1—1999)
  3.1维氏硬度计原理
  采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面,压痕对角线长度,见图3-1。
  
  图3-1维氏硬度试验原理图书
  试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式(3-1)计算:
  HV = 常数×试验力/压痕表面积 ≈0.1891 F/d …………(3-1)
  式中:HV  ————  维氏硬度符号;
  F  ――――  试验力,N;
  d  ————  压痕两对角线d1、d2的算术平均值,mm
  实用中是根据对角线长度d通过查表得到维氏硬度值。
  国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020~1.400mm
  3.2维氏硬度的表示方法
  维氏硬度表示为HV,维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值,后面为试验力值。标准的试验保持时间为10~15S。如果选用的时间超出这一范围,在力值后面还要注上保持时间。例如:
  600HV30—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间10~15S时得到的硬度值为600。
  600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间20S时得到的硬度值为600。
  3.3维氏硬度试验的分类和试验力选择
  维氏硬度试验按试验力大小的不同,细分为三种试验,即:维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。见表3-1
  表3-1维氏硬度试验的三种方法

表3-1维氏硬度试验的三种方法

试验力范围/N

硬度符号

试验名称

F≥49.03

≥HV5

维氏硬度试验

1.961≤F<49.03

HV0.2~<HV5

小负荷维氏硬度试验

0.09807≤F<1.961

HV0.01~<HV0.2

显微维氏硬度试验


  维氏硬度试验可选用的试验力值很多,见表3-2。
  表3-2推荐的维氏硬度试验力

表3-2推荐的维氏硬度试验力

维氏硬度试验

小负荷维氏试验试验

显微维氏硬度试验

硬度符号

试验力/N

硬度符号

试验力/N

硬度符号

试验力/N

HV5

49.03

HV0.2

1.961

HV0.01

0.09807

HV10

98.07

HV0.3

2.942

HV0.015

0.1471

HV20

196.1

HV0.5

4.903

HV0.02

0.1961

HV30

294.2

HV1

9.807

HV0.025

0.2452

HV50

490.3

HV2

19.61

HV0.05

0.4903

HV100

980.7

HV3

29.42

HV0.1

0.9807

注:1.维氏硬度试验可使用大于980.7N的试验力;
2.显微维氏试验力为推荐值。


  试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定,试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。   

作者:张凤林
时间:2006.9.10
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