在許多工業領域,硬度計是常用的測試裝置,用於測量材料的耐磨性、硬度和其他重要的物理效能。 近年來,隨著技術的進步,可攜式硬度計得到了廣泛的應用。 這些裝置重量輕,易於操作,可以很容易地用於各種材料和場景。
但是,在選擇可攜式硬度計時,您需要根據自己的特定應用需求進行選擇。 本文從檢測目標、檢測技術、外界干擾因素等多個角度進行詳細分析,針對不同場景匹配相應的硬度測試方案,幫助您事半功倍。
在決定硬度計和測試方法之前,必須分析應用環境。 需要評估測試中存在的主要變數,以確定哪種硬度計對測試結果的影響最小。 此外,重要的是要事先考慮是否需要電子文件以及測試表面上的壓痕要求。
在大多數情況下,可靠的測試結果要求壓痕尺寸與材料的微觀結構相比是顯而易見的。 因此,在測試粗晶材料時,應首先考慮壓痕較大的黎克特制硬度計,而不是維氏或洛氏硬度計,因為它們的壓痕相對較小,這也意味著後兩種產品更適合(但不限於)測試細晶粒材料和不同形狀和尺寸的薄零件或金屬板。
在檢測鍛造和鑄造大型零件的典型粗晶材料時,黎克特制硬度計產生的壓痕比其他儀器更大,從而產生更一致的結果。 然而,對於某些應用,例如在熱影響區 (HAZ) 的一小塊區域進行測試,以確定焊接工藝是否正確,需要使用維氏法或洛氏熔透測量原理進行較小的壓痕。 在這裡,主要檢測高硬度峰值,如果使用回彈法,可能會受到焊縫或母材的影響,因此可能無法檢測到大的壓痕。
根據裡氏硬度和維氏硬度測試方法,測試物件的壁厚和重量會影響硬度測試結果。
相關標準規定了最小壁厚和最小重量,如果不能滿足這些要求,則必須採取額外的措施,例如耦合或支撐試樣,或其他更合適的方法。
Leeb 方法(衝擊裝置 D、DL、DC、E 和 S)要求部件重量至少為 5 公斤,厚度至少為 25 公釐,以防止部件在衝擊產生的巨大力下屈服或彎曲。
對於維氏法,該標準要求權重至少為 03 kg,厚度至少為 5 mm 或 15 mm (ASTM A1038)。 對於塗層或表面塗層,要求最小厚度至少為壓痕深度的十倍。
如果不滿足這些最低要求,被測物體將進入自然振動狀態,導致讀數偏差。 如果試樣的重量小於 DIN EN ISO 16859 和 ASTM A956 中規定的黎克特制試驗的最小稱量值,或 DIN 50159-1 中規定的維氏最小稱量值,或重量足夠大但小於規定的最小厚度的試樣,需要重支撐和/或與固體物體耦合,Screening Eagle 的同事可以聯絡,了解對耦合物體的要求。
可攜式洛氏硬度計是不同的,因為它們是一種純粹的靜態測量方法。 物體不能擺動,儀器不會引起振動。 但是,必須提供一定的厚度以防止物體被刺穿,並且最小厚度必須是壓痕深度的十倍。
同一種材料可以通過多種方式進行檢測,但有些方法可能需要更深入的表面處理才能達到高精度。
基本上,所有硬度測試方法都需要一定的表面條件,並且在大多數情況下需要表面處理。
然而,有些方法對表面條件(粗糙度)的要求更高,表面處理可能更耗時,處理不當會導致常見的檢查錯誤。 例如,使用智鷹智檢的可攜式硬度計 Rockwell 或 Leeb C 進行硬度測試時,需要比 Leeb G 更精細的表面光潔度,因為可攜式 RockWell、UCI HV1 或 Leeb C 的壓痕深度比 Leeb G 淺得多。
硬度較高的材料具有較低的滲透深度,需要更好的表面處理。 可以使用砂輪進行磨削,注意確保材料表面在磨削過程中不會產生過多的熱量,因為這可能會改變硬度梯度。
目前,ISO 9712 或 ASNT TC 標準對培訓、資格和認證沒有正式要求,資格不足或缺乏測量經驗是導致錯誤的兩個主要原因。
在所有可攜式硬度測試方法中,維氏硬度計是最容易出現錯誤測量的方法。 這是由於大多數操作人員缺乏經驗以及他們對硬度測試程式的不熟悉。 例如,用維氏硬度計測量時,探頭的壓頭必須垂直於試件,角度偏差只能在+-5°範圍內,因為金剛石壓頭的表面是對稱的金字塔形,與材料的接觸面不同; 在進行維氏試驗時,必須牢牢握住探頭,必須施加適當的壓力以達到壓痕,測量完成後才能鬆開探頭。
較小的測量誤差是黎克特制測量方法,它要求探頭的支撐環與被測物體的表面完全接觸。 黎克特制DL探頭(長鼻探頭)除外,由於探頭的結構,它可能會給測量過程帶來一些慣性。 可攜式洛氏硬度計作為一種直接壓痕方法,不易出現操作錯誤,只需要熟悉一些測量方法即可。 因此,如果您想快速上手並且操作員沒有經驗,黎克特制硬度計可能是首選。
黎克特制和維氏測試原理的乙個共同點是它們對材料彈性(楊氏模量,彈性模量 e)的依賴性,這是由測試原理本身的性質決定的。
例如,在維氏測量方法中,儀器監測諧振頻率並計算達到所需測試負載時的頻移。 頻移是在彈性模量 e 下定義的壓頭壓痕尺寸的函式。 預設情況下,維氏硬度計通常在彈性模量 E 為 210 GPA + - 10 GPA 的非低合金鋼上校準。 因此,要對不同的材料進行測試,必須在等效的彈性模量內校準儀器。 使用黎克特制方法可以得出類似的結論。
可攜式洛氏硬度計是一種直接壓入方法,沒有這些問題,可以作為上述方法的參考方法,例如通過HRC刻度。 使用可攜式洛氏硬度計獲得的HRC可以直接與其他方法進行比較。
因此,在不同效能的材料的轉換中,洛氏硬度計更加直接,直接讀取結果。