維氏硬度計有關(guān)知識講解

1、硬度檢測可采用維氏硬度計，也可采用洛氏或表面洛氏硬度計。試驗力（標(biāo) 尺）的選擇與有效硬化層深度和工件表面硬度有關(guān)。這里涉及到三種硬度計。維氏 硬度計是測試熱處理工件表面硬度的重要手段，它可選用0.5100kg的試驗力，測試薄至0.05mm厚的表面硬化層，它的精度是最高的，可分辨出工件表面硬度的 微小差別。另外，有效硬化層深度也要由維氏硬度計來檢測，所以，對于進行表面 熱處理加工或大量使用表面熱處理工件的單位，配備一臺維氏硬度計是有必要的。 各種機械傷痕，諸如磨傷，劃傷、壓傷、碰傷等，都會造成軸承安裝不良，引起偏 載和應(yīng)力集中，造成旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命的下降。零件的硬度檢測要在指定區(qū)域內(nèi) 進行。硬

2、度檢測儀器可采用洛氏硬度計，測試 HRC硬度值，如熱處理硬化層較 淺，可采用表面洛氏硬度計，測試 HRN硬度值。表面淬火回火熱處理通常用感應(yīng) 加熱或火焰加熱的方式進行。材料硬度與硬度計的選擇洛材料硬度與洛氏硬度計的選擇：洛氏硬度試驗采用三種試驗力，三種壓頭， 它們共有9種組合，對應(yīng)于洛氏硬度的9個標(biāo)尺。這9個標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所 有常用的金屬材料。最常用標(biāo)尺是 HRC、HRB和HRF，其中HRC標(biāo)尺用于測試 淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗方 法。HRB標(biāo)尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合 金。HRF標(biāo)尺用于測試純銅、較軟的銅合金

3、和硬鋁合金。HRA標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實際應(yīng)用上一般只限于測試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。表面洛氏硬度試驗采用三種試驗力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應(yīng)于表面洛氏硬度的6個標(biāo)尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充，在采用洛 氏硬度試驗時，當(dāng)遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層 時，就應(yīng)改用表面洛氏硬度試驗。這時采用與洛氏硬度試驗相同的壓頭，采用只有 洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結(jié) 果。表面洛氏硬度的N標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材 料；T標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的 HRB、HRF和HRG測試的

4、材料。洛氏硬度計和表面洛氏硬度計的標(biāo)尺通常按材料種類、材料厚度和標(biāo)尺的刻度范圍三方面的因素來選擇，具體選擇方法敘述如下：1、按材料種類選擇美國標(biāo)準(zhǔn)ASTME18給出了根據(jù)不同種類的材料，選擇洛氏硬度標(biāo)尺的參考表。如表一所示：淬火鋼和回火鋼的硬度試驗主要采用 HRC標(biāo)尺。如果材料較薄，不宜采用HRC標(biāo)尺時，可以改用HRA標(biāo)尺。如果材料更薄，可以采用表面洛氏硬度計HR15N、HR30N 或 HR45N 標(biāo)尺。1.2表面硬化鋼在工業(yè)生產(chǎn)中，有時要求工件芯部具有良好的韌性，又要求其表面具有高的硬 度和耐磨性，這時就要采用高頻淬火、化學(xué)滲碳、滲氮、碳氮共滲等工藝對工件進 行表面硬化處理，表面硬化層的厚度

5、一般在 0.幾幾.mm。對于表面硬化層較厚的 材料，可以采用HRC標(biāo)尺測試其硬度，對于中等厚度的表面硬化鋼，可采用 HRD 或HRA標(biāo)尺，對于薄的表面硬化層應(yīng)采用表面洛氏硬度 HR15N、HR30N、 HR45N標(biāo)尺。1.3退火鋼、正火鋼、軟鋼許多鋼鐵材料都是以退火狀態(tài)出廠的，一些冷軋鋼板還要以不同的退火程度來分級。各種退火鋼的硬度測試通常采用 HRB標(biāo)尺，較軟較薄的板材有時也用HRF，薄板材應(yīng)采用 HR15T、HR30T、HR45T標(biāo)尺。1.4不銹鋼不銹鋼材料通常是以退火、淬火、回火、固溶等狀態(tài)供貨的，國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了相應(yīng)的硬度上、下限值，硬度測試通常采用 HRC或HRB標(biāo)尺。奧氏體、鐵素

6、體不銹鋼采用HRB標(biāo)尺，馬氏體、沉淀硬化不銹鋼采用 HRC標(biāo)尺，不銹鋼薄壁 管、厚度為12mm以下的薄板材料應(yīng)采用 N標(biāo)尺或T標(biāo)尺。1.5鍛鋼鍛鋼通常是采用布氏硬度試驗，由于鍛鋼材料組織不夠均勻，而布氏硬度試驗 的壓痕較大。因此，布氏硬度試驗?zāi)軌蚍从巢牧细鞑糠纸M織性能的綜合結(jié)果。1.6鑄鐵鑄鐵材料常常具有組織不均勻，晶粒粗大的特點，因此一般采用布氏硬度試 驗。洛氏硬度計可用于部分鑄鐵工件的硬度試驗。凡是在細晶粒鑄件的小斷面上沒 有足夠面積作布氏硬度試驗的地方，常?？捎肏RB或HRC標(biāo)尺測試硬度，但最好采用HRE或HRK標(biāo)尺，因為HRE和HRK標(biāo)尺采用3.175mm直徑的鋼球，它 比1.588m

7、m直徑鋼球能得到更好的平均讀數(shù)。硬的可鍛鑄鐵材料，通常采用 HRC，如果材料不均勻，可測多個數(shù)據(jù)，取其平均值。1.7燒結(jié)碳化物（硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金材料的硬度測試通常只采用 HRA標(biāo)尺。1.8粉末冶金材料粉末冶金工件的硬度測試可采用 HRB、HRF、HRH或HR15T、HR30T標(biāo) 尺，凡是可能的地方，應(yīng)盡量采用 HRB標(biāo)尺，因為已被證明它具有最佳的分辨能 力。由于材料的多孔性，測得的硬度值被稱為 表觀硬度” 1.9銅及銅合金黃銅的硬度測試一般采用HRB或HRF標(biāo)尺。在測試黃銅板的質(zhì)量方面，洛 氏硬度試驗起著非常重要的作用。美國標(biāo)準(zhǔn) ASTMB36述及 洛氏硬度試驗是檢驗 各種回火黃銅是否符合拉伸

8、強度或晶粒大小要求最快而方便的方法”通?；鼗瘘S 銅采用HRB標(biāo)尺，退火黃銅或紫銅采用 HRF標(biāo)尺，薄板材或薄壁管材采用 HR15T、HR30T、HR45T標(biāo)尺。各國銅材料標(biāo)準(zhǔn)中都給出了不同的合金材料、不 同的退火或回火條件下的 HRB、HRF或HR15T、HR30T、HR45T標(biāo)尺的上下限 硬度值。1.10鋁及鋁合金硬質(zhì)鋁合金采用HRB，中等硬度的鋁合金采用 HRE、HRF，軟的鋁合金或 純鋁采用HRH。較薄的鋁板或薄壁鋁管采用 HR15T、HR30T、HR45T。 1.11鋅鋅板的硬度測試通常采用 HRE和HRH，3.2mm以上的厚板用HRE， 1.2mm3.2mm 的中板用 HRH，薄板采

9、用 HR15T、HR30T、HR45T。1.12 鈦鈦合金的硬度很高，通常采用 HRA，因為金剛石和鈦金屬間存在親合性，它 會縮短金剛石的壽命。因此測試后要求用細砂紙將附著在壓頭上的鈦金屬除掉，保 持金剛石壓頭的清潔就可以延長壓頭的使用壽命。2、按材料厚度選擇氏硬度試驗要求試樣厚度的最小值：對于采用金剛石壓頭的各種標(biāo)尺，是殘余 壓痕深度的10倍；對于采用球壓頭的各種標(biāo)尺，是殘余壓痕深度的15倍。標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗后試樣背面不可產(chǎn)生可見的變形痕跡。任何洛氏硬度試驗的壓痕深度均可采用簡單的公式計算出來。但是實際上用不 著這種計算，因為有一些標(biāo)準(zhǔn)圖表可以方便地幫助人們確定這些最小厚度值”在某些范圍內(nèi)，這

10、些 最小厚度值”是按10： 1或15： 1的比例計算出來的，但是大多 數(shù)是根據(jù)低碳鋼和淬火回火帶鋼的不同厚度在實驗中所積累的數(shù)據(jù)繪制的。硬度計的種類較多，在工礦企事業(yè)和科研單位中應(yīng)用最普遍的以金屬洛氏硬度 計、維氏硬度計、布氏硬度計為主，其中金屬洛氏和金屬布氏硬度計相對于金屬維 氏硬度計結(jié)構(gòu)簡單。常見故障的調(diào)修并不是很困難。下面就維氏硬度計常見故障調(diào) 修介紹如下。一.硬度計檢定和修理根據(jù)多年來的工作實踐，在檢定和修理工作開始前應(yīng)先從調(diào)整工作臺的水平入 手，觀察主軸、杠桿、升降絲桿、緩沖機構(gòu)及測量裝置是否正常、靈活。保證對設(shè) 備性能有一基本了解。然后再針對出現(xiàn)的情況逐一解決。1、加荷指示燈、測量

11、顯微鏡燈不亮首先檢查電源是否接好，然后檢查開關(guān)、燈泡等。如排除這些因素后還不亮， 就要看看負荷是否全部加上或簧片開關(guān)是否正常。排除之后仍不正常，就必須從線 路電路入手逐步排查。2、測量顯微鏡內(nèi)渾濁，看不到或看不清壓痕這應(yīng)從調(diào)整顯微鏡焦距和燈光入手，調(diào)整之后仍不清楚，則應(yīng)分別轉(zhuǎn)動物鏡和 目鏡，并分別移動鏡內(nèi)帶虛線、實線、刻線的三塊平鏡，仔細觀察問題出在哪一塊 鏡面上，然后卸下，用長纖脫脂棉沾無水酒精擦洗干凈，按相反順序裝好后觀測，如仍未解決，則送 修或更換測微顯微鏡。3、壓痕不在視場內(nèi)或稍轉(zhuǎn)動工作臺，壓痕位置變化很大出現(xiàn)這種情況的原因是由于壓頭、測量顯微鏡、工作臺三者軸心不同造成的。 由于壓頭固

12、定在工作軸底端，因此按以下順序分別調(diào)整。調(diào)整主軸下端的活動間 隙，以導(dǎo)向座下端面不直接接觸主軸錐面為準(zhǔn)；調(diào)整轉(zhuǎn)軸側(cè)面螺釘使工作軸和主 軸同軸心，調(diào)好后，在試塊上壓出一壓痕，觀察其在顯微鏡中位置，并記錄 ；輕 輕轉(zhuǎn)動工作臺保證試塊在工作臺上不移動在顯微鏡下找出試塊上不轉(zhuǎn)動的一個點， 此點即為工作臺軸心；稍松開升降絲桿壓板上的螺釘和底部螺絲，輕移整個升降 絲桿，使工作臺軸心與測量顯微鏡中記下壓痕的位置重合，然后固緊壓板螺釘和調(diào) 整螺絲，壓出一壓痕相互對照。重復(fù)以上步驟，直至完全重合為止。4、檢定時示值超差的原因及解決辦法 測量顯微鏡標(biāo)尺不準(zhǔn)。用標(biāo)準(zhǔn)測微尺進行檢查。如不準(zhǔn)可送修或更換。 金剛石壓頭缺

13、損。用80倍立體顯微鏡觀察，看其是否符合金剛石壓頭檢定 規(guī)程規(guī)定。如有缺損更換壓頭。 負載荷超出規(guī)程要求或負荷不穩(wěn)，用小負荷三等標(biāo)準(zhǔn)測力計檢查。如負荷超 出要求.0%但方向一致，這種情況是杠桿比例發(fā)生變化，可松開主軸保護帽，轉(zhuǎn) 動力點觸頭，調(diào)整載荷杠桿比，調(diào)整好后固緊。如載荷不穩(wěn)，可能是力點刀刃變 鈍、支點鋼球磨損或工作軸與主軸不同心、工作軸內(nèi)有較大摩擦等原因造成。這時 檢查刀刃及鋼球，如變鈍或磨損，應(yīng)修整或更換。檢查工作軸并清洗，一定要注意 配齊軸周鋼球，同軸心的調(diào)整見步驟 3。5、加荷時有沖擊現(xiàn)象這種情況的發(fā)生與緩沖器油太少或油太臟有關(guān)。加滿油或清洗緩沖器后一般就 可解決。.硬度計保養(yǎng)與注意事項1搬運硬度計時必須卸下砝碼和壓頭，并在壓頭座與樣品臺之間夾防震膠墊 長途運輸應(yīng)恢 復(fù)原有包裝。2任何調(diào)試和檢查如裝卸砝碼、取下上蓋、拔插電 纜、打開側(cè)門檢查時，應(yīng)切斷電源。3及禁止在壓頭與被測試樣接觸的狀態(tài)下，切換試驗力。4裝卸壓頭應(yīng)認真仔細，保證尖端無損傷、無污染，安裝面清潔無異 物。長期不用應(yīng)卸下妥 善保存，注意防銹。5樣品臺及標(biāo)準(zhǔn)硬度塊表面應(yīng)清潔無 污染，無劃痕、擦、碰傷。6測試時被測樣品必須平穩(wěn)放置