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里氏硬度計(jì)檢測原理

來源：南京詠儀電子科技有限公司   2008年06月28日 10:32  
一,、里氏硬度計(jì)測試基本原理
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量,。
C：外型尺寸：f20＊141mm,重量：75g。沖擊能量zui小,，用于測小輕,、薄部件及表面硬化層。
G：外型尺寸：f30＊254mm,，重量：250g,。沖擊能量大，對測量表面要求低,。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定。
三,、異型支撐環(huán)的使用
在現(xiàn)場工作中,，經(jīng)常遇到曲面試件，各種曲面對硬度測試結(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,。因此對試樣,，建議測量時(shí)使用小支撐環(huán)。對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,。
對于一些特殊材料的試樣，用戶可使用公司提供的擬合曲線軟件做換算表,。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，用戶在測試中,，可以使用擬合軟件做自己的硬度換算表,。
五、影響里氏硬度計(jì)測試精度的因素
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量誤差,，這涉及到按方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的分散和對于多臺同型號里氏硬度計(jì)的測量誤差。另一方面是比較不同硬度試驗(yàn)方法所測硬度產(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)行測試
局部冷卻硬化會(huì)引起L值偏高
磁性鋼由于磁場影響,，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,、  齒輪檢測中的誤差
一般情況下,，由于齒面較小，測試誤差相對較大,，對此,，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)被測工件系熱軋工藝成型時(shí)，如果測試方向與軋制方向一致,，會(huì)因彈性模量E偏大而造成測試值偏低,，故測試方向應(yīng)垂直于熱軋方向。例如：測圓柱截面硬度時(shí),，應(yīng)在徑向測試為好,。（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
試件
 
 
沖擊裝置
試件重量（kg）
zui小厚度
（mm）
zui低表面粗糙度
輕型
中型
重型
試件
硬化層
ISO
Ra
Rz
需藕合
需穩(wěn)定
可直接
D：DC,；D+15,；DL
0.05-2
2-5
>5
3
0.8
N7
2m
10m
G
0.5-5
5-15
>15
10
 
N9
7m
30m
C
0.02-0.05
0.5-1.5
>1.5
1
0.2
N5
0.4m
2.5m
 
7、  試件磁性應(yīng)小于300高斯
 
8,、  其它因素的影響
測量管件硬度時(shí)須注意：管件注意穩(wěn)固支撐,，測試點(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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