關(guān)于鑄件硬度的要求及硬度計的選用方法(美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM)
關(guān)于鑄件硬度的要求及硬度計的選用方法(美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM)
硬度計在鑄造件上的應(yīng)用
1、布氏硬度計
鑄造件的硬度檢測優(yōu)選布氏硬度計，特別是晶粒比較粗大的灰口鐵鑄件，只能采用布氏硬度計，并且要盡量選用3000kg力，10mm球的試驗條件，當(dāng)鑄件尺寸較小時，也可選用洛氏硬度計。
在鑄造件硬度檢測方面優(yōu)先選用布氏硬度計的原因在于以下兩點：
a、鑄鐵件通常組織不均勻，晶粒較大，含有的碳、硅和其他雜質(zhì)也比鋼材多，在不同的微小區(qū)域內(nèi)或不同的點上硬度的大小會有所不同。而布氏硬度計的壓頭尺寸較大，壓痕面積較大，可以測出某一范圍內(nèi)材料硬度的平均值，因此使用布氏硬度計測試精度較高，硬度值的分散性較小，測得的硬度值更能代表工件硬度的實際狀況。所以布氏硬度計在鑄造行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
b、抗拉強度是鑄件**位的力學(xué)性能指標(biāo)，幾乎所有的鑄造件標(biāo)準(zhǔn)中都有關(guān)于抗拉強度的要求。而鑄件的布氏硬度值和抗拉強度值具有非常密切的關(guān)系，二者的數(shù)值可以相互換算。灰鑄鐵的抗拉強度可以由以下公式計算：
σb=1.82（HB）1.85
二者關(guān)系也可以通過查表得到。通過測試布氏硬度值可以快速、方便地得到工件的抗拉強度值。從而提高檢測效率、降低試驗成本。
2、洛氏硬度計
洛氏硬度計也常用于鑄鐵的硬度試驗。凡是晶粒較細的工件，如果沒有足夠的面積作布氏硬度試驗，也可以進行洛氏硬度試驗，對于珠光體可鍛鑄鐵，冷硬鑄鐵和鑄鋼件，可以采用HRB或HRC標(biāo)尺，如果材質(zhì)不均勻，應(yīng)測出幾個讀數(shù)，取其平均值。
洛氏硬度計測試快速，方便，壓痕小，可以直接測試成品工件，適于對成批生產(chǎn)的成品或半成品工件的逐件檢測。
3、肖氏硬度計
在個別情況下，一些型體較大的鑄造件，不允許切割試樣，也不能另外鑄造用于硬度測試的試驗塊，這時硬度檢測會遇到困難。對于這種情況，常用的辦法是，在鑄件進行精加工之后在光潔的表面上用便攜式的肖氏硬度計測試硬度。例如冶金行業(yè)廣泛應(yīng)用的軋輥標(biāo)準(zhǔn)中就規(guī)定要使用肖氏硬度計測試硬度。
肖氏硬度計由于采用了動態(tài)硬度檢測原理，影響硬度測試結(jié)果的因素較多，測試精度遠低于采用靜態(tài)的壓痕硬度測試原理的布氏硬度計和洛氏硬度計。由于這個原因，在軋輥標(biāo)準(zhǔn)中還推薦采用一種硬度對比輥，硬度對比輥起到一個標(biāo)樣的作用，其硬度值是依靠切割試樣的辦法得到**測試的。使用肖氏硬度計測試軋輥之后，要在對比輥上核對肖氏硬度計的檢測精度。
4、里氏硬度計
目前，在鑄造件硬度檢測上里氏硬度計被廣泛使用。里氏硬度計是對肖氏硬度計的改進。它也是采用動態(tài)硬度測試原理，利用計算機技術(shù)實現(xiàn)了硬度計的小型化，電子化，使用簡單方便，測試結(jié)果可方便地換算成布氏硬度值，因而得到廣泛歡迎。
但是，同肖氏硬度計一樣，里氏硬度計的精度也不高，影響測試精度的因素較多，要求工件表面具有較高的光潔度，并且缺乏權(quán)威的硬度換算表，硬度換算也會帶來較大誤差。因此里氏硬度計的測量結(jié)果常常被人們作為參考值在國內(nèi)使用，里氏硬度計主要用于對工件硬度要求范圍較寬的場合。另外，里氏硬度計作為非正規(guī)的硬度檢測方法，在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中沒有得到廣泛認可，在國外鑄造件的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中也沒有被采用。在國際貿(mào)易中，里氏硬度計的測量結(jié)果不會被多數(shù)外商接受。
許多鑄造件都是中大型工件、有些重達幾噸，無法搬到臺式的硬度計上測試。鑄件的**硬度測試主要采用單獨鑄造的試驗棒或鑄件上附帶的試驗塊。然而，無論是試驗棒還是試驗塊都無法完全代替工件本身，即使是同一爐鐵水，鑄造工藝和熱處理條件也相同，因為尺寸大小的巨大差異，會造成二者加熱速度，特別是冷卻速度不同，很難讓二者具有完全相同的硬度，由于這個原因許多客戶更關(guān)心和相信工件本身硬度。這樣就要求有一種便攜式的**硬度計來測試鑄件硬度。
5、便攜式布氏硬度計
早期使用的便攜式硬度計是錘擊式布氏硬度計。這種儀器簡單、方便、價廉，但是精度不高。只能在要求較低時，作為半定量檢測方法來使用。
2008年, 沈陽天星試驗儀器有限公司生產(chǎn)出一種PHB-150型便攜式布氏硬度計。這種儀器采用剪力銷**控制試驗力，試驗條件F/D2=30，相當(dāng)于3000kg力，10mm球。試驗力誤差小于1%，硬度測試精度遠高于肖氏硬度計和里氏硬度計，這種儀器為鑄造件布氏硬度的現(xiàn)場**檢測提供了一種新的先進手段。該儀器的測試頭取下來后還可以作為錘擊式硬度計使用，精度遠高于現(xiàn)有的錘擊式布氏硬度計。
6、便攜式大型洛氏硬度計
2008年，沈陽天星試驗儀器有限公司研制生產(chǎn)了PHR大型便攜式洛氏硬度計，儀器*大開口寬度達500mm，可以測試厚度小于500mm的鑄件，儀器重量只有8.7kg。便攜式洛氏硬度計可用于珠光體可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵及鑄鋼工件的現(xiàn)場**硬度檢測。其測試誤并小于1.5HRC，與臺式的洛氏硬度計相同，符合洛氏硬度計的國家標(biāo)準(zhǔn)。測試精度之高，可測試的工件尺寸之大，在國內(nèi)外都是****的。
7、便攜式布洛硬度計
2008年，沈陽天星試驗儀器有限公司還研制了PHBR系列便攜式布洛硬度計，該儀器將布氏硬度計的功能加到PHR系列洛氏硬度計上，使其具有布洛兩種硬度測試功能。該儀器有小型、大型和鏈?zhǔn)饺齻€類型，共8種規(guī)格。儀器符合國內(nèi)外關(guān)于布氏、洛氏硬度試驗的標(biāo)準(zhǔn)，測試精度高，測試值不需換算就符合大多數(shù)金屬零件的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或圖紙要求，可以解決工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)遇到的大多數(shù)金屬硬度測試問題。該儀器十分適于檢測鑄件硬度。
沈陽天星生產(chǎn)的幾種便攜式硬度計，為鑄造行業(yè)提供了非常重要的檢測手段，使大型鑄造毛坯和精加工件的**硬度檢測成為可能。儀器的測試原理符合大多數(shù)鑄件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。測量結(jié)果在國內(nèi)外貿(mào)易中也容易得到接受。這些儀器的采用必將有助于我國鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量提升和鑄造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步。
8、磁力式布氏硬度計
沈陽天星正在研制的磁力式布氏硬度計，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的磁力式洛氏硬度計相近，利用磁力吸盤將小型布氏硬度計測頭固定在鋼鐵工件表面，對工件進行**的布氏硬度檢測。儀器采用5mm硬質(zhì)合金球壓頭、750Kg及250Kg試驗力，測量范圍100～650HBW，可測試從很軟到很硬的鋼鐵零件，儀器重量5～6Kg，*小測量平面60×180mm，*小曲面直徑Φ100mm。可測試鑄件、鍛件、鋼材及其他需要測試布氏硬度的工件。
磁力式布氏硬度計在布氏硬度計的制造技術(shù)上開創(chuàng)了一個新的類型，它具有與臺式布氏硬度計相同的精度，但是不必象臺式、門式硬度計那樣對工件進行支撐，不必忍受使用里氏硬度計測試后換算成布氏硬度計帶來的較大誤差，以及由此造成的工件硬度誤判，不必象液壓式及剪銷式便攜式布氏硬度計那樣對工件進行夾持，其測試精度又遠高于錘擊式硬度計。與本公司的磁力式布洛硬度計相比，采用了更大的球壓頭、更大的試驗力，可壓出更大的壓痕，解決了在生產(chǎn)現(xiàn)場測試小壓痕直徑讀數(shù)困難的問題。
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