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硬度計測試原理及常見誤差
日期：2024-11-28 04:43
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摘要：
固體對外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標。由于規(guī)定了不同的測試方法，所以有不同的硬度標準。各種硬度標準的力學含義不同，相互不能直接換算，但可通過試驗加以對比。硬度分為：①劃痕硬度。②壓入硬度。③回跳硬度。聯(lián)爾硬度計運用的是壓入硬度的原理。方法是用定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種。
常見的誤差種類：
、人為誤差:
（1）操作人員技術(shù)熟練程度不夠，實踐經(jīng)驗較差，應由熟悉硬度計的人員使用；
（2）加荷過快，持荷時間短，低硬度的零件硬度偏，而加荷過慢，持荷時間長，硬度偏低，操作時加荷應平整，保持定加荷時間。
（1）操作人員技術(shù)熟練程度不夠，實踐經(jīng)驗較差，應由熟悉硬度計的人員使用；
（2）加荷過快，持荷時間短，低硬度的零件硬度偏，而加荷過慢，持荷時間長，硬度偏低，操作時加荷應平整，保持定加荷時間。
、被測零件影響的因素:
（1）不同的表面光潔度在洛氏硬度測試時，表現(xiàn)出不同的影響。表面光潔度愈低，硬度測試時其硬度愈，反之硬度越低，有刀痕的粗糙表面，淬火時先快冷卻，或很堅硬的表層，硬度值就。反之，調(diào)質(zhì)件溫回火時，有刀痕的表層組織先轉(zhuǎn)變，抗回火的能力小，硬度值就低。在測試表面光潔度Δ7以下的零件時，必須使用廢砂輪精磨，再用銼刀銼磨光滑，或用細的手砂輪磨光，然后揩擦干凈。
（2）熱處理零件表面有鹽漬、沙子等物，當加負荷時，零件會產(chǎn)生滑移，若有油膩存在，金剛頭壓入時起潤滑作用，減小磨擦，增加壓深。這兩項原因使所測硬度值偏低。零件測試的部位氧化皮蔬松層薄的硬度值降低，氧化皮致密層厚的硬度值增。對欲測硬度的零件必須去除氧化皮，揩擦干凈，不得有臟物。
（3）斜面（或錐度）、球面及圓柱體零件對硬度測試的誤差較平面大。當壓頭壓入這種零件表面時，壓入處四周的抗力比平面小，甚至有偏離、滑移的現(xiàn)象，壓深增大，硬度降低。曲率半徑愈小，斜度愈大，硬度數(shù)值的降低愈顯著。金剛石壓頭也容易損壞。對這類零件要設計專用工作臺，使工作臺和壓頭同心。
三、壓頭的影響:
（1）金剛石壓頭不符合技術(shù)要求或是使用段時間后有磨損，操作者如不能判斷金剛石的好壞，可由計量測試機構(gòu)進行檢定。
（2）鋼球壓頭強度和硬度不夠，容易產(chǎn)生變形。鋼球扳壓扁產(chǎn)生變形后呈橢圓，短軸垂直于零件表面時，壓痕淺，示值；長軸垂直于零件表面時，壓痕加深，示值降低，鋼球允差小0.002mm
四、載荷方面:
（1）初負荷：彈簧和主軸、杠桿和百分表之間有摩擦，造成100N的增大或減小。調(diào)整螺絲松曠、調(diào)整移動，頂桿位置不當。起始線有差異，引起初負荷不對。如果初負荷不對，應調(diào)整彈簧、主軸、杠桿、百分表等處的配合。調(diào)整塊的位置移動合適以后，緊固調(diào)整螺絲，同時要緊固頂桿位置，初負荷的允差應小于±2%。
（2）主負荷：杠桿比例不對，吊桿和砝碼的配重有誤差；主軸、杠桿和砝碼有偏斜，均會使主負荷產(chǎn)生誤差。杠桿比不對，應進行調(diào)整。刀口有磨損應修復或更換，主軸變形要進行校直。主軸、杠桿和砝碼偏斜應撥正。各種標尺主負荷的允差小于±0.5%。
五、硬度計安置不正。硬度計不處于水平位置，測試硬度時，其值偏低。用水平儀測量水平度，然后墊平硬度計。
六、零件某測試部位的表面與工作臺接觸，或支承點不穩(wěn)固，將會產(chǎn)生滑移、滾動、翹起等現(xiàn)象。這不僅使所得結(jié)果不準，還會損壞儀器。應根據(jù)零件的幾何形狀設計合適的工作臺。
七、周圍環(huán)境的影響。工廠生產(chǎn)用硬度計常會因周圍環(huán)境受震動的影響，致使儀器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動，示值不穩(wěn)定。硬度計應安裝在無震動或離震源較遠的地方。
（1）不同的表面光潔度在洛氏硬度測試時，表現(xiàn)出不同的影響。表面光潔度愈低，硬度測試時其硬度愈，反之硬度越低，有刀痕的粗糙表面，淬火時先快冷卻，或很堅硬的表層，硬度值就。反之，調(diào)質(zhì)件溫回火時，有刀痕的表層組織先轉(zhuǎn)變，抗回火的能力小，硬度值就低。在測試表面光潔度Δ7以下的零件時，必須使用廢砂輪精磨，再用銼刀銼磨光滑，或用細的手砂輪磨光，然后揩擦干凈。
（2）熱處理零件表面有鹽漬、沙子等物，當加負荷時，零件會產(chǎn)生滑移，若有油膩存在，金剛頭壓入時起潤滑作用，減小磨擦，增加壓深。這兩項原因使所測硬度值偏低。零件測試的部位氧化皮蔬松層薄的硬度值降低，氧化皮致密層厚的硬度值增。對欲測硬度的零件必須去除氧化皮，揩擦干凈，不得有臟物。
（3）斜面（或錐度）、球面及圓柱體零件對硬度測試的誤差較平面大。當壓頭壓入這種零件表面時，壓入處四周的抗力比平面小，甚至有偏離、滑移的現(xiàn)象，壓深增大，硬度降低。曲率半徑愈小，斜度愈大，硬度數(shù)值的降低愈顯著。金剛石壓頭也容易損壞。對這類零件要設計專用工作臺，使工作臺和壓頭同心。
三、壓頭的影響:
（1）金剛石壓頭不符合技術(shù)要求或是使用段時間后有磨損，操作者如不能判斷金剛石的好壞，可由計量測試機構(gòu)進行檢定。
（2）鋼球壓頭強度和硬度不夠，容易產(chǎn)生變形。鋼球扳壓扁產(chǎn)生變形后呈橢圓，短軸垂直于零件表面時，壓痕淺，示值；長軸垂直于零件表面時，壓痕加深，示值降低，鋼球允差小0.002mm
四、載荷方面:
（1）初負荷：彈簧和主軸、杠桿和百分表之間有摩擦，造成100N的增大或減小。調(diào)整螺絲松曠、調(diào)整移動，頂桿位置不當。起始線有差異，引起初負荷不對。如果初負荷不對，應調(diào)整彈簧、主軸、杠桿、百分表等處的配合。調(diào)整塊的位置移動合適以后，緊固調(diào)整螺絲，同時要緊固頂桿位置，初負荷的允差應小于±2%。
（2）主負荷：杠桿比例不對，吊桿和砝碼的配重有誤差；主軸、杠桿和砝碼有偏斜，均會使主負荷產(chǎn)生誤差。杠桿比不對，應進行調(diào)整。刀口有磨損應修復或更換，主軸變形要進行校直。主軸、杠桿和砝碼偏斜應撥正。各種標尺主負荷的允差小于±0.5%。
五、硬度計安置不正。硬度計不處于水平位置，測試硬度時，其值偏低。用水平儀測量水平度，然后墊平硬度計。
六、零件某測試部位的表面與工作臺接觸，或支承點不穩(wěn)固，將會產(chǎn)生滑移、滾動、翹起等現(xiàn)象。這不僅使所得結(jié)果不準，還會損壞儀器。應根據(jù)零件的幾何形狀設計合適的工作臺。
七、周圍環(huán)境的影響。工廠生產(chǎn)用硬度計常會因周圍環(huán)境受震動的影響，致使儀器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動，示值不穩(wěn)定。硬度計應安裝在無震動或離震源較遠的地方。
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