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关于铸件硬度的要求及硬度计的选用方法(美国标准ASTM)

来源: 作者:中国无损检测 人气: 发布时间:2024-05-28
摘要:硬度计在铸造件上的应用 1、布氏硬度计 铸造件的硬度检测首选布氏硬度计,特别是晶粒比较粗大的灰口铁铸件,只能采用布氏硬度计,并且要尽量选用3000kg力,10mm球的试验条件,当铸件尺寸较小时,也可选用洛氏硬度计。 在铸造件硬度检测方面优先选用布氏硬度
硬度计在铸造件上的应用
1、布氏硬度计
铸造件的硬度检测首选布氏硬度计,特别是晶粒比较粗大的灰口铁铸件,只能采用布氏硬度计,并且要尽量选用3000kg力,10mm球的试验条件,当铸件尺寸较小时,也可选用洛氏硬度计。
 
在铸造件硬度检测方面优先选用布氏硬度计的原因在于以下两点:
 
a、铸铁件通常组织不均匀,晶粒较大,含有的碳、硅和其他杂质也比钢材多,在不同的微小区域内或不同的点上硬度的大小会有所不同。而布氏硬度计的压头尺寸较大,压痕面积较大,可以测出某一范围内材料硬度的平均值,因此使用布氏硬度计测试精度较高,硬度值的分散性较小,测得的硬度值更能代表工件硬度的实际状况。所以布氏硬度计在铸造行业被广泛应用。
 
b、抗拉强度是铸件第一位的力学性能指标,几乎所有的铸造件标准中都有关于抗拉强度的要求。而铸件的布氏硬度值和抗拉强度值具有非常密切的关系,二者的数值可以相互换算。灰铸铁的抗拉强度可以由以下公式计算:
 
σb=1.82(HB)1.85
 
二者关系也可以通过查表得到。通过测试布氏硬度值可以快速、方便地得到工件的抗拉强度值。从而提高检测效率、降低试验成本。
 
2、洛氏硬度计
洛氏硬度计也常用于铸铁的硬度试验。凡是晶粒较细的工件,如果没有足够的面积作布氏硬度试验,也可以进行洛氏硬度试验,对于珠光体可锻铸铁,冷硬铸铁和铸钢件,可以采用HRB或HRC标尺,如果材质不均匀,应测出几个读数,取其平均值。
 
洛氏硬度计测试快速,方便,压痕小,可以直接测试成品工件,适于对成批生产的成品或半成品工件的逐件检测。
 
3、肖氏硬度计
在个别情况下,一些型体较大的铸造件,不允许切割试样,也不能另外铸造用于硬度测试的试验块,这时硬度检测会遇到困难。对于这种情况,常用的办法是,在铸件进行精加工之后在光洁的表面上用便携式的肖氏硬度计测试硬度。例如冶金行业广泛应用的轧辊标准中就规定要使用肖氏硬度计测试硬度。
 
肖氏硬度计由于采用了动态硬度检测原理,影响硬度测试结果的因素较多,测试精度远低于采用静态的压痕硬度测试原理的布氏硬度计和洛氏硬度计。由于这个原因,在轧辊标准中还推荐采用一种硬度对比辊,硬度对比辊起到一个标样的作用,其硬度值是依靠切割试样的办法得到精确测试的。使用肖氏硬度计测试轧辊之后,要在对比辊上核对肖氏硬度计的检测精度。
 
4、里氏硬度计
目前,在铸造件硬度检测上里氏硬度计被广泛使用。里氏硬度计是对肖氏硬度计的改进。它也是采用动态硬度测试原理,利用计算机技术实现了硬度计的小型化,电子化,使用简单方便,测试结果可方便地换算成布氏硬度值,因而得到广泛欢迎。
 
但是,同肖氏硬度计一样,里氏硬度计的精度也不高,影响测试精度的因素较多,要求工件表面具有较高的光洁度,并且缺乏权威的硬度换算表,硬度换算也会带来较大误差。因此里氏硬度计的测量结果常常被人们作为参考值在国内使用,里氏硬度计主要用于对工件硬度要求范围较宽的场合。另外,里氏硬度计作为非正规的硬度检测方法,在国际标准化组织中没有得到广泛认可,在国外铸造件的产品标准中也没有被采用。在国际贸易中,里氏硬度计的测量结果不会被多数外商接受。
 
许多铸造件都是中大型工件、有些重达几吨,无法搬到台式的硬度计上测试。铸件的精确硬度测试主要采用单独铸造的试验棒或铸件上附带的试验块。然而,无论是试验棒还是试验块都无法完全代替工件本身,即使是同一炉铁水,铸造工艺和热处理条件也相同,因为尺寸大小的巨大差异,会造成二者加热速度,特别是冷却速度不同,很难让二者具有完全相同的硬度,由于这个原因许多客户更关心和相信工件本身硬度。这样就要求有一种便携式的精确硬度计来测试铸件硬度。
 
5、便携式布氏硬度计
早期使用的便携式硬度计是锤击式布氏硬度计。这种仪器简单、方便、价廉,但是精度不高。只能在要求较低时,作为半定量检测方法来使用。
 
欧谱便携式布氏硬度计。这种仪器采用剪力销精确控制试验力,试验条件F/D2=30,相当于3000kg力,10mm球。试验力误差小于1%,硬度测试精度远高于肖氏硬度计和里氏硬度计,这种仪器为铸造件布氏硬度的现场精确检测提供了一种新的先进手段。该仪器的测试头取下来后还可以作为锤击式硬度计使用,精度远高于现有的锤击式布氏硬度计。
 
6、便携式大型洛氏硬度计
欧谱便携式洛氏硬度计,仪器蕞大开口宽度达500mm,可以测试厚度小于500mm的铸件,仪器重量只有8.7kg。便携式洛氏硬度计可用于珠光体可锻铸铁、冷硬铸铁及铸钢工件的现场精确硬度检测。其测试误并小于1.5HRC,与台式的洛氏硬度计相同,符合洛氏硬度计的国家标准。测试精度之高,可测试的工件尺寸之大,在国内外都是独一无二的。
 
7、便携式布洛硬度计
欧谱便携式布洛硬度计,该仪器将布氏硬度计的功能加到洛氏硬度计上,使其具有布洛两种硬度测试功能。该仪器有小型、大型和链式三个类型,共8种规格。仪器符合国内外关于布氏、洛氏硬度试验的标准,测试精度高,测试值不需换算就符合大多数金属零件的产品标准或图纸要求,可以解决工业领域内遇到的大多数金属硬度测试问题。该仪器十分适于检测铸件硬度。
 
便携式硬度计,为铸造行业提供了非常重要的检测手段,使大型铸造毛坯和精加工件的精确硬度检测成为可能。仪器的测试原理符合大多数铸件产品标准的规定。测量结果在国内外贸易中也容易得到接受。这些仪器的采用必将有助于我国铸造产品的质量提升和铸造产业的技术进步。
 
8、磁力式布氏硬度计
欧谱磁力式布氏硬度计,其结构与现有的磁力式洛氏硬度计相近,利用磁力吸盘将小型布氏硬度计测头固定在钢铁工件表面,对工件进行精确的布氏硬度检测。仪器采用5mm硬质合金球压头、750Kg及250Kg试验力,测量范围100~650HBW,可测试从很软到很硬的钢铁零件,仪器重量5~6Kg,蕞小测量平面60×180mm,蕞小曲面直径Φ100mm。可测试铸件、锻件、钢材及其他需要测试布氏硬度的工件。
 
磁力式布氏硬度计在布氏硬度计的制造技术上开创了一个新的类型,它具有与台式布氏硬度计相同的精度,但是不必象台式、门式硬度计那样对工件进行支撑,不必忍受使用里氏硬度计测试后换算成布氏硬度计带来的较大误差,以及由此造成的工件硬度误判,不必象液压式及剪销式便携式布氏硬度计那样对工件进行夹持,其测试精度又远高于锤击式硬度计。与本公司的磁力式布洛硬度计相比,采用了更大的球压头、更大的试验力,可压出更大的压痕,解决了在生产现场测试小压痕直径读数困难的问题。

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