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硬度计测试原理及常见误差

日期:2020-09-18 21:09
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摘要:
固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同,相互不能直接换算,但可通过试验加以对比。硬度分为:划痕硬度。压入硬度。回跳硬度。联尔硬度计运用的是压入硬度的原理。方法是用定的载荷将规定的压头压入被测材料,以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同,压入硬度有多种,主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。
常见的误差种类:
、人为误差:
1)操作人员技术熟练程度不够,实践经验较差,应由熟悉硬度计的人员使用;
2)加荷过快,持荷时间短,低硬度的零件硬度偏,而加荷过慢,持荷时间长,硬度偏低,操作时加荷应平整,保持定加荷时间。
、被测零件影响的因素:
1)不同的表面光洁度在洛氏硬度测试时,表现出不同的影响。表面光洁度愈低,硬度测试时其硬度愈,反之硬度越低,有刀痕的粗糙表面,淬火时先快冷却,或很坚硬的表层,硬度值就。反之,调质件温回火时,有刀痕的表层组织先转变,抗回火的能力小,硬度值就低。在测试表面光洁度Δ7以下的零件时,必须使用废砂轮精磨,再用锉刀锉磨光滑,或用细的手砂轮磨光,然后揩擦干净。
2)热处理零件表面有盐渍、沙子等物,当加负荷时,零件会产生滑移,若有油腻存在,金刚头压入时起润滑作用,减小磨擦,增加压深。这两项原因使所测硬度值偏低。零件测试的部位氧化皮蔬松层薄的硬度值降低,氧化皮致密层厚的硬度值增。对欲测硬度的零件必须去除氧化皮,揩擦干净,不得有脏物。
3)斜面(或锥度)、球面及圆柱体零件对硬度测试的误差较平面大。当压头压入这种零件表面时,压入处四周的抗力比平面小,甚至有偏离、滑移的现象,压深增大,硬度降低。曲率半径愈小,斜度愈大,硬度数值的降低愈显著。金刚石压头也容易损坏。对这类零件要设计专用工作台,使工作台和压头同心。
三、压头的影响:
1)金刚石压头不符合技术要求或是使用段时间后有磨损,操编辑如不能判断金刚石的好坏,可由计量测试机构进行检定。
2)钢球压头强度和硬度不够,容易产生变形。钢球扳压扁产生变形后呈椭圆,短轴垂直于零件表面时,压痕浅,示值;长轴垂直于零件表面时,压痕加深,示值降低,钢球允差小0.002mm
四、载荷方面:
1)初负荷:弹簧和主轴、杠杆和百分表之间有摩擦,造成100N的增大或减小。调整螺丝松旷、调整移动,顶杆位置不当。起始线有差异,引起初负荷不对。如果初负荷不对,应调整弹簧、主轴、杠杆、百分表等处的配合。调整块的位置移动合适以后,紧固调整螺丝,同时要紧固顶杆位置,初负荷的允差应小于±2%
2)主负荷:杠杆比例不对,吊杆和砝码的配重有误差;主轴、杠杆和砝码有偏斜,均会使主负荷产生误差。杠杆比不对,应进行调整。刀口有磨损应修复或更换,主轴变形要进行校直。主轴、杠杆和砝码偏斜应拨正。各种标尺主负荷的允差小于±0.5%
五、硬度计安置不正。硬度计不处于水平位置,测试硬度时,其值偏低。用水平仪测量水平度,然后垫平硬度计。
六、零件某测试部位的表面与工作台接触,或支承点不稳固,将会产生滑移、滚动、翘起等现象。这不仅使所得结果不准,还会损坏仪器。应根据零件的几何形状设计合适的工作台。
七、周围环境的影响。工厂生产用硬度计常会因周围环境受震动的影响,致使仪器结构产生松动,示值不稳定。硬度计应安装在无震动或离震源较远的地方。 
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