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如何正确选择里氏硬度计

如何选择里氏硬度计?

介绍:
中文名称:硬度计
英文名称:hardness tester
定        义:用于测定材料硬度值的试验机
所属学科:机械工程(一级学科);试验机(二级学科);材料试验机-材料试验机名称(三级学科)

起         源:金属硬度测量zui早起源于18世纪20年代,由雷奥姆尔提出并被应用到金属硬度检测。硬度定义:表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。


如何选择里氏硬度计:

里氏硬度计(如右图所示)属于计量检测仪器,在保证产品质量、进行失效分析方面起着重要作用,因此选择好里氏硬度计对于使用者来说是个关键问题。

⒈选择进口还是国产里氏硬度计?

甘肃快3  瑞士PROCEQ公司于1977年发明了里氏硬度计,该公司生产的里氏硬度计是世界*的,目前世界上许多国家都采用该公司的技术标准作为本国家的计量标准,中国的国家计量标准也是参照PROCEQ公司的技术标准制定的。瑞士PROCEQ公司生产的里氏硬度计的主要特点是一台主机可以配置七种不同类型的冲击装置。进口里氏硬度计在性能上是无可挑剔的,但进口里氏硬度计价格比较贵,购买进口D型标准配置的里氏硬度计约需人民币七万元左右,且出了问题维修不方便。国产里氏硬度计的特点是价格便宜,购买国产D型标准配置的里氏硬度计约需人民币一万多元。但国产里氏硬度计有优劣之分,购买时须慎重选择。时代集团是国内首家生产里氏硬度计的厂家,从1978年开始研发生产以来,公司生产的里氏硬度计,洛氏硬度计,粗糙度仪,探伤仪,测温仪,测厚仪等无损检测仪器在国际上享有很高的声誉,同时也为国内各大客户有效的降低有生产成本.时代公司生产的硬度计是符合国家标准和国际标准且具有互换一致性的也是国内*一家不是采用修正的方法生产里氏硬度计的企业.

⒉如何鉴别里氏硬度计的优劣?

  真正的里氏硬度计是符合国家标准和国际标准且具有互换一致性的。虽然中国有关部门制定了里氏硬度计国家标准,有些生产厂家的技术实力由于达不到生产符合标准里氏硬度计的水平,因此采用修正的方法生产里氏硬度计,其产品虽也名为里氏硬度计,但与真正的里氏硬度计相去甚远,原本测值不准的硬度计经过修正后也可以达到测试硬度试块准确的要求,因此用户要选择好里氏硬度计需要注意真正里氏硬度计的以下特征:

  ①冲击装置具有互换性(右图为硬度计可选配的7种冲击装置)。里氏硬度计的一台主机可以同时配置七种不同类型的冲击装置;若干支同一种类的冲击装置可以配置在一台主机上。

  ②冲击装置的冲头具有可更换性。里氏硬度计冲击装置的冲头具有可更换性。同一种类冲击装置的冲头可以相互替换而不影响测值。

  ③里氏硬度计不具有可调整性。里氏硬度计出厂后不具有可调整性,由于球头的磨损造成测值不准时,应采用更换球头的办法解决。 

  ④里氏硬度计测量误差在硬度的全范围满足标准要求。里氏硬度计测量误差在硬度的整个范围从低到高都是满足标准规定的误差要求的。


在热处理行业中里氏硬度计的实际应用: 
         热处理是提高和保证机械产品质量及可靠性、提高制造业市场竞争力的重要基础之一,其行业水平的高低对制造业发展起着举足轻重的作用。目前,我国的热处理行业除了少数厂家外,总体水平远不能适应加入WTO后热处理行业面临的更激烈的市场竞争环境。在这其中,我国的热处理检测设备更为落后。严重的限制和阻碍了工艺技术的发展和造成产品质量的不稳定,更重要的是不能有效的防止产品出现不必要的质量事故。下面我就机械零件、工模具热处理后zui常用的硬度测试来举例。
 
  硬度是衡量金属材料软硬的一个指标,硬度值实际上不是一个单位的物理量,它是表征着材料的弹性、塑性、形变、强化率、强度和韧性等一系列不同物理量组合的一种综合性能指标,一般可以认为硬度是指金属表面上不大体积内抵抗变形破裂的能力。采用便携式里氏硬度计进行硬度检测的实用价值在于不必破坏工件并可成批检验零件,已成为产品质量检查、制定合理工艺和分析产品质量的重要实验方法之一。

  根据对里氏硬度计的使用状况与使用方式,里氏硬度计是压入和回跳硬度值组合的一种测试方式,从结构上有它独特而又广泛的实用性,尤其是测试大中型尺寸而且形状复杂的工件及工模具的硬度值与失效分析,具有其他类型硬度计不可替代的优势。

 
结构件及模具检测实际使用情况: 

一、用里氏硬度计测试硬度来分析、验证大型齿轴、内齿圈预处理工艺及渗碳淬火工艺的方法

  1、预处理工艺后测试:
         这道工艺操作后的质量直接影响渗碳工艺操作后齿轴、内齿圈渗碳层硬度分布的均匀性、齿部的变形量。更重要的是芯部的强度(未渗层)。当用里氏硬度计测试齿轴的齿部及柄部、内齿圈的外圆内径及端面,如果发现测试的同一区域硬度zui高和zui低的相差较大,在审查仪表炉温、装炉方式、工艺冷却方式都正常的前提条件下,就可根据硬度值高低差值及分布的状况,推断出工件内组织存在着偏析或带状组织。如金相图片显示的带状偏析
         因为用硬度法测试的实况是测试点在黑色的珠光体带硬度偏高,在白色铁素体带硬度偏低。这种组织缺陷在随后的渗碳淬火工艺操作中是不可能消除,而是被保留下来。一旦大型齿轴、内齿圈存在这种组织缺陷,在装机使用时不仅会造成使用寿命短的问题,而且常造成重大设备事故。当我们通过测试硬度法可推断出锻件中有这种带状偏析后,立即采用固溶处理工艺操作或其他消除带状偏析的工艺即可消除缺陷,从而防止设备事故的发生、减少损失。 

  2、渗碳工艺后测试
甘肃快3        这道工艺氏齿轴与内齿圈的zui终热处理工艺,通常检验人员只对试样测试HRC硬度,然后再切开试样做金相分析:渗层马氏体级别、碳化物级别、形态分布、残余奥氏体量形态、心部马氏体级别,再用显微硬度计测试渗层从表层至HV550硬度为深层深度以上操作作为终检。但从现场发生齿轴早期失效断轴,齿部严重磨损的事故分析中发现,实物的硬度低于试样的硬度,尤其常常出现在深层渗碳时,原因是实物齿轴、内齿圈与试样不是同块料上截取下来的,也不是同一炉所做的预处理。这样在实物与试样渗前原始组织不同,渗后的组织与硬度有一定差异,更主要的是在整个渗碳工艺操作中,由于工件的摆放及渗碳表面积巨大的差异(化学热处理吸收过程的相界面反应及主要因素中有一条渗入介质各组分的浓度与工件表面状态、表面形状、表面积大小及表面能量对化学热处理过程有极其重要的影响)把里氏硬度计测试出的硬度与试样上洛氏硬度计及显微硬度计测试出的硬度相比较、加之对试样渗层的金相组织分析结合起来,就可较快而准确的找出产生质量问题的原因。加之作必要的工艺调整,可在工件组装前就把事故隐患消除。 


二、用里氏硬度计测试硬度来分析、验证中大型复杂结构模具工艺

  这是一支用马氏体不锈钢所制作的饲料模具,主要用于生产饲料。模具上有10000~27000个孔,每小时有10吨的混合饲料粉状物从模孔区挤出成为颗粒状。所以环模质量与使用寿命的关键控制点是环模上模孔区的硬度与渗层。以下是模孔磨损的实物图片:
         由于模具尺寸大,而且模孔分布在外圆上,测试点是个曲面,孔与孔之间的间距一般有3~4mm,在这种条件下正好发挥了里氏硬度计的多样适用性与小巧携带方便的特点,能够准确的测试出模孔处实际硬度。根据实测的硬度以及对试块所作的金相分析,可更合理的修正和制定工艺,充分发挥材料潜力,提高使用寿命。如环模一小时出10吨饲料,当延长10小时使用寿命就可出100吨饲料,会给企业带来巨大的经济效益。

 
三、工模具失效分析中里氏硬度计的作用 
        材质5CrMnMo大型热锻模具在使用中常因为型腔早期磨损、塌陷而失效。
        当用里氏硬度计对磨损区测试硬度时发现磨削的硬度值低于未使用前测试的硬度(38~42HRC)在32~34HRC范围。这就说明在红热的毛坯(>10000C)对型腔加热的第二阶段(毛坯在型腔加热大体可分为四个阶段),受热量大约在80%~85%时,因模腔壁厚散热慢,某些点区温度高达6500C以上。当模具型腔因传导受热后温度超过模具回火温度,模具在工作过程中是处在继续回火过程阶段,将继续发生组织与性能的变化,就造成了磨损区硬度值的降低而发生热磨损,就表明5CrMnMo这种热作模具钢不适宜做大型模具。当选用600~6500C温区内服役的热作模具如3Cr2W8V,3Cr3Mo3VNb这类热稳定性、热强性、屈服强度的热作模具钢比采用5CrMnMo更适宜。

  在中国这个工业化进程还远没有完成的情况下,迫切需要努力缩短与国际先进制造水平的差距,作为企业必须从战略高度上来认识到热处理行业,不仅从设备、工艺,尤其是检测设备急需要不断吸取国内外新技术,更要看在热处理企业中实际生产应用的情况。这才是一个非常明智的举措,因为在加入WTO后按世贸规则有五年过渡期,对我国制造业而言,这是一个非常关键的时期,之所以说是关键是因为过渡期后我国制造业企业基本上将处于国外大公司同等竞争地位,而且在这过渡期中,我们尚可充分准备提升竞争力,所以这是对企业非常紧迫的要求。
 

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