里氏硬度计测试精度分析

　　一、前言

　　我公司生产的轴流压缩机,其动、静叶片均为不锈钢2Cr13。每台产品的叶片总数量约为1000片。叶片经过原材料检验→下料→锻造→热处理(调质)→硬度检测(100%)→力学性能→机械加工→无损检测等工序完成。每年最多生产70余台套,每片叶片测定3点硬度,取其平均值,每年检测次数约为21万次。如果选用台式布氏硬度计,劳动强度相当大,而且需要观察、查表等,周期长。为此,一直使用易携带、测量范围广、操作方便、快速的里氏硬度计进行测量。由于目前国内没有统一的里氏硬度计测试标准,里氏硬度计在使用时要进行材料类别选择,而每种类别的材料包括多种不同牌号的材料,而相同类别不同牌号的材料使用的是同一种换算表,自然有一定误差,加之里氏硬度计便携、方便等特点,势必要有比较严格的测试条件和方法。为此,笔者以HLM-100里氏硬度计、D型传感器、2Cr13材料为例,对其测试精度进行了全面分析,以便根据不同的使用条件,检测出高精度的硬度值。

　　二、测试原理

　　一定质量(M)的冲击体以一定的冲击速度VA与试样碰撞,使试样表面产生了包括塑性和弹性变形的压痕,压痕中的弹性变形恢复并推动冲击体向与冲击方向相反的运动,产生回弹速度VR,利用冲击体心部的永久磁芯和冲击导管体的线圈组成的磁电感应系统自动测量冲击速度VA和回弹速度VR,经过里氏硬度计自动处理系统进行计算,直接显示出里氏硬度值(HLD),并根据材料类别,直接换算成所需硬度值(如布氏、洛氏等)。

　　三、测试技术特点

　　(1)误差较少,系统稳定

　　里氏硬度计是一种动态试验,利用冲击体速度来计量的,经过准确电感应的速度测量,可以最大限度地降低系统误差。

　　(2)量程宽

　　传统的布氏、洛氏、维氏等硬度计在测量时,通常要根据材料的不同牌号、热处理方式等,选用更换不同的载荷、压头直径、标尺等,而里氏硬度计只需选定材料类别,基本上就可以进行测试。

　　(3)测量方向任意

　　传统的台式硬度计测量时,对试样的大小、形状等都有一定的要求,尤其是一些形状复杂、重量大的零部件,用台式硬度计测量则比较困难,利用里氏硬度计测量时,由于冲击体质量小,行程短,可对工件各部位和方向任意测量。

　　(4)效率高

　　台式硬度计需要将工件放在平台上,经过试验→产生压痕→测量→查表等过程完成,时间长,强度大。而利用里氏硬度计只需将冲击体放在测试部位,给冲击体施加一定的外力,再经过自动采集和数据处理,直接显示出数值,自动化程度高。