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如何選擇合適的硬度測試方法(常用金屬硬度計之布、洛、維硬度計)

 草蟲gg 2023-04-18 發(fā)布于四川

布氏\洛氏\維氏\努氏\多功能硬度計


硬度計

金屬

硬度測試

前沿

Hardness testing

在同用戶溝通硬度測試解決方案時, 工程師會問及一些測試問題,諸如硬度計的應(yīng)用?所測試件的類型?試件的材料\尺寸\重量?測試頻率?等等. 這是因為, 對于常用的布、洛、維(包括顯微和努氏)硬度測試方式,每種都有各自的要求、特性以及依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。如何根據(jù)待測材料的種類、工藝狀態(tài)、熱處理方式、幾何尺寸、測試頻率和測試要求(例如精度、重復(fù)性、依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)等)等因素來選擇合適的硬度測試方法。

布氏、洛氏、維氏

01

硬度測試特點

布氏硬度測試


試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重復(fù)性強。

代表性全,布氏硬度值和抗拉強度之間存在一定換算關(guān)系。

適用于退火、正火狀態(tài)的鍛件、鑄件,特別適于測定灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶?;虼执蠼M成相的金屬材料,以及有色金屬及合金等。

由于在試樣表面上壓出的壓痕較大,不宜測太硬、太小、太薄和表面不允許有較大壓痕的試樣或工件。

洛氏硬度測試


壓痕小,對工作表面損傷小。

試驗操作簡便快捷,工作效率高。

適用于各種鋼鐵材料、有色金屬、經(jīng)淬火后高硬度工件、表面熱處理工件及硬質(zhì)合金等的檢驗。

可用于成品或半成品的檢驗,也可測定較薄零件或表面處理后的硬度。

適用于批量檢驗。

有30種硬度標(biāo)尺,不同的硬度標(biāo)尺測得的硬度值無法統(tǒng)一,硬度數(shù)值比較要借助于硬度轉(zhuǎn)換表。

維氏硬度測試


壓痕呈正方形,輪廓清晰,數(shù)據(jù)精確可靠,重復(fù)性好。

現(xiàn)已實施的某些國家標(biāo)準(zhǔn)已指定硬度試驗的仲裁方法為維氏硬度。

維氏硬度試驗適用于任何硬度的材料

維氏硬度試驗對試樣的制備比較嚴格,表面光潔度要求高,耗時較長。

HT

布洛維硬度計


如何選擇合適的硬度計?

有明確要求的:零件圖紙上標(biāo)注了硬度測試標(biāo)尺和硬度的范圍,例如:45-50HRC,那么就可以根據(jù)所需的精度、重復(fù)性和自動化的要求選擇合適的洛氏硬度計。洛氏法通過測量壓痕深度,間接反映硬度值的高低, 測試方便、迅速, 特別適用于鋼鐵材料的熱處理工藝過程和最終檢驗。

選擇

沒有明確要求時: 

1

根據(jù)材料特點、工藝、熱處理情況, 估算其硬度值,進而選用合適的測試方法。

當(dāng)無法估算時,先選擇較高的硬度,如洛氏C標(biāo)尺或維氏法,測試的結(jié)果可供進一步參考。

2

選定一種測試法后,如試樣的硬度范圍、厚度、大小等允許, 則應(yīng)選用較大的測試力進行測試,有利于減小測試結(jié)果的相對誤差。例如,在布氏硬度測試中,在測試條件允許時,應(yīng)先選用ф10 mm 球、3000kgf。

金屬材料的硬度范圍舉例:

a) 軸承鋼 退火 170~207HBS

b) 硬質(zhì)合金 ≥82~93.3HRA

c) 彈簧鋼 熱軋狀態(tài) 285~321HBS

d) 變形鋁合金 ≤190HBS

3

考慮試樣的厚薄以及熱處理工藝。一般情況下,對較薄和有覆蓋層、強化層的試樣,多選用小負荷維氏、表面洛氏或努氏測試方法。

4

實驗和研究工作中,需要對硬度值進行比對時,應(yīng)盡可能選用與資料相同的測試方法。

5

對于HBS<450的金屬材料,包括退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵、有色金屬及其合金(包括鋁、銅、鎂、鉛、鋅、錫等),用布氏硬度測試方法比較合理。

因為布氏法壓痕較大,不易受個別相或局部組織的影響,數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確穩(wěn)定,復(fù)現(xiàn)性較好。

6

在同一系統(tǒng)實驗與研究工作中, 針對同一種材料,不同的處理工藝,其硬度差異較大,這時一般不宜變換測試方法,可選用維氏硬度測試方法。

7

材料的品種各異,形狀、尺寸、數(shù)量、測試精度及熱處理工藝也都各有不同。對于不規(guī)則的試件、薄片、球體和微小試件,要注意被測表面必須與壓頭的軸線垂直;有些試件需要做鑲嵌,鑲嵌件適合用顯微維氏硬度計進行測試。

8

如果您的測試頻率較高,對硬度計的精度和重復(fù)性要求高,應(yīng)盡可能選擇自動化程度高的硬度計。 

硬度計

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