硬度檢測(cè)方法

目錄:一、無縫鋼管的硬度計(jì)檢測(cè)方法二、焊管的硬度檢測(cè)方法三、馬口鐵的硬度檢測(cè)方法

四、模具硬度及模具鋼硬度的檢測(cè)方法五、帶鋼硬度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法六、熱處理工件硬度的檢測(cè)方法

七、鋁型材硬度的檢測(cè)方法八、鑄件的硬度檢測(cè)方法九、不銹鋼帶硬度的檢測(cè)方法十、不銹鋼板硬度的檢測(cè)方法一、無縫鋼管的硬度計(jì)檢測(cè)方法

1、無縫鋼管常用的硬度指標(biāo)

無縫鋼管一般常用布氏、洛氏、維氏三種硬度指標(biāo)來衡量其硬度。

1) 布氏硬度在無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途廣，往往以壓痕直徑來表示該材料的硬度，既直觀，又方便。但是對(duì)于較硬的或較薄的鋼材的鋼管不適用。

2)洛氏硬度無縫鋼管洛氏硬度試驗(yàn)同布氏硬度試驗(yàn)一樣，都是壓痕試驗(yàn)方法。不同的是，它是測(cè)量壓痕的深度。洛氏硬度試驗(yàn)是目前應(yīng)用很廣的方法，其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中使用僅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可適用于測(cè)定由極軟到極硬的金屬材料，它彌補(bǔ)了布氏法的不足，較布氏法簡(jiǎn)便，可直接從硬度機(jī)的表盤讀出硬度值。但是，由于其壓痕小，故硬度值不如布氏法準(zhǔn)確。

3) 維氏硬度無縫鋼管維氏硬度試驗(yàn)也是一種壓痕試驗(yàn)方法，可用于測(cè)定很薄的金屬材料和表面層硬度。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點(diǎn)，而克服了它們的基本缺點(diǎn)，但不如洛氏法簡(jiǎn)便，維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用。

2、無縫鋼管硬度檢測(cè)方法

不銹鋼的硬度檢測(cè)要考慮到它的力學(xué)性能，這關(guān)系到以不銹鋼為原料而進(jìn)行的變形、沖壓、切削等加工的性能和質(zhì)量。因此，所有的無縫鋼管要進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。力學(xué)性能測(cè)試方法主要分兩類，一類是拉伸試驗(yàn)，一類是硬度試驗(yàn)。

拉伸試驗(yàn)是將無縫鋼管制成試樣，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上將試樣拉至斷裂，然后測(cè)定一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能，通常僅測(cè)定抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。拉伸試驗(yàn)是金屬材料基本的力學(xué)性能試驗(yàn)方法，幾乎所有的金屬材料，只要對(duì)力學(xué)性能有要求，都規(guī)定了拉伸試驗(yàn)。特別是那些形狀不便于進(jìn)行硬度試驗(yàn)的材料，拉伸試驗(yàn)成為weiyi的力學(xué)性能檢測(cè)手段。

硬度試驗(yàn)是將一個(gè)硬質(zhì)壓頭按規(guī)定條件緩慢壓入試樣表面、然后測(cè)試壓痕深度或尺寸，以此確定材料硬度的大小。硬度試驗(yàn)是材料力學(xué)性能試驗(yàn)中簡(jiǎn)單、迅速、易于實(shí)施的方法。硬度試驗(yàn)是非破壞性的，材料硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間有近似的換算關(guān)系。材料的硬度值可以換算成抗拉強(qiáng)度值，這一點(diǎn)具有很大的實(shí)用意義。

由于拉伸試驗(yàn)不便于測(cè)試，并且由硬度換算到強(qiáng)度很方便，因此人們?cè)絹碓蕉嗟刂粶y(cè)試材料硬度而較少測(cè)試其強(qiáng)度。特別是由于硬度計(jì)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和推陳出新，一些原來無法直接測(cè)試硬度的材料，如無縫鋼管、不銹鋼板和不銹鋼帶等，現(xiàn)在都已經(jīng)可能直接測(cè)試硬度了。所以，存在一個(gè)硬度試驗(yàn)逐漸代替拉伸試驗(yàn)的趨勢(shì)。

在不銹鋼材料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中大多數(shù)都同時(shí)規(guī)定了拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)。對(duì)于那些不便于進(jìn)行硬度試驗(yàn)的材料，例如無縫鋼管就只規(guī)定了拉伸試驗(yàn)。在不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中，一般都規(guī)定了布、洛、維三種硬度試驗(yàn)方法，測(cè)定HB、HRB(或HRC)和HV硬度值，規(guī)定三種硬度值只測(cè)其一即可。特別是本公司新型研制的便攜式表面洛氏硬度計(jì)、管材洛氏硬度計(jì)，可以對(duì)薄至0.05mm的不銹鋼板、不銹鋼帶以及細(xì)至￠4.8mm的無縫鋼管進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的硬度檢測(cè)，使得過去在國(guó)內(nèi)難以解決的問題迎刃而解。

3、無縫鋼管硬度檢測(cè)工具

無縫鋼管的內(nèi)徑在6.0mm以上，壁厚在13mm以下的退火無縫鋼管材，可以采用W-B75型韋氏硬度計(jì)，它測(cè)試非常快速、簡(jiǎn)便，適于對(duì)無縫鋼管材做快速無損的合格檢驗(yàn)。無縫鋼管內(nèi)徑大于30mm，壁厚大于1.2mm的無縫鋼管，采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRB、HRC硬度。無縫鋼管內(nèi)徑大于30mm，壁厚小于1.2mm的無縫鋼管，采用表面洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRT或HRN硬度。內(nèi)徑小于0mm，大于4.8mm的無縫鋼管，采用管材洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HR15T硬度。當(dāng)無縫鋼管內(nèi)徑大于26mm時(shí)，還可以用洛氏或表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試管材內(nèi)壁的硬度。

二、焊管的硬度檢測(cè)

焊管是用鋼板或鋼帶經(jīng)過彎曲成型，然后經(jīng)焊接制成。按焊縫形式分為直縫焊管和螺旋焊管。按用途又分為一般焊管、鍍鋅焊管、吹氧焊管、電線套管、公制焊管、托輥管、深井泵管、汽車用管、變壓器管、電焊薄壁管、電焊異型管和螺旋焊管。 一般焊管:一般焊管用來輸送低壓流體。用Q19、Q21、Q23鋼制造 。也可采用易于焊接的其它軟鋼制造。鋼管要進(jìn)行水壓、彎曲、壓扁等實(shí)驗(yàn)，對(duì)表面質(zhì)量有一定要求，通常交貨長(zhǎng)度為4-10m，常要求定尺(或倍尺)交貨。焊管的規(guī)格用公稱口徑表示(毫米或英寸)公稱口徑與實(shí)際不同，焊管按規(guī)定壁厚有普通鋼管和加厚鋼管兩種，鋼管按管端形式又分帶螺紋和不帶螺紋兩種。

下面簡(jiǎn)單的介紹幾種焊管的應(yīng)用:

1、 一般焊管用于水、煤氣、空氣、油和取暖蒸汽等一般較低壓力流體的輸送。

2、 普通碳素鋼電線套管(GB3640-88)是工業(yè)與民用建筑、安裝機(jī)器設(shè)備等電氣安裝工程中用于保護(hù)電線的鋼管。

3、 直縫電焊管(YB242-63)是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。

4、 承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊管(SY5036-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，用雙面埋弧焊法焊接，用于承壓流體輸送的螺旋縫鋼管。鋼管承壓能力強(qiáng)，焊接性能好，經(jīng)過各種嚴(yán)格的科學(xué)檢驗(yàn)和測(cè)試，使用安全可靠。鋼管口徑大，輸送效率高，并可節(jié)約鋪設(shè)管線的投資。主要用于輸送石油、天然氣的管線。

5、 承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊管(SY5038-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，采用高頻搭接焊法焊接的，用于承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強(qiáng)，塑性好，便于焊接和加工成型;經(jīng)過各種嚴(yán)格和科學(xué)檢驗(yàn)和測(cè)試，使用安全可靠，鋼管口徑大，輸送效率高，并可節(jié)省鋪設(shè)管線的投資。主要用于鋪設(shè)輸送石油、天然氣等的管線。

6、 一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管(SY5037-83)是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，采用雙面自動(dòng)埋弧焊或單面焊法制成的用于水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管。

焊管可以采用布、洛、維三種硬度試驗(yàn)方法，測(cè)定HB、HRB(或HRC)和HV硬度值，三種硬度值只測(cè)其一即可。本公司新型研制的便攜式表面洛氏硬度計(jì)、管材洛氏硬度計(jì)，可以進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的硬度檢測(cè)，使得過去在國(guó)內(nèi)難以解決的問題迎刃而解。

三、馬口鐵的硬度檢測(cè)

1、什么是馬口鐵?

馬口鐵是表面鍍有一層錫的鐵皮，它不易生銹，又叫鍍錫鐵。將鐵片浸到熔化的液體錫中而制得。錫是比鐵不活潑的金屬，既不被空氣氧化又不與水反應(yīng)，所以有相當(dāng)強(qiáng)的抗腐蝕能力。鐵片上鍍了一薄層錫可起良好的保護(hù)作用。但鍍層一旦被破壞后發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，由于鐵比錫活潑，鐵將作為原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而損耗，錫的存在將加快鐵的腐蝕速度，所以馬口鐵與白鐵不同，它只能在鍍層完好的情況下才有保護(hù)鐵的作用。

馬口鐵早產(chǎn)于波希米亞(今捷克和斯洛伐克境內(nèi))。該地自古就盛產(chǎn)金屬，工藝先進(jìn)，且懂得利用水力從事機(jī)器制造，從14世紀(jì)起就開始生產(chǎn)馬口鐵。在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，這里一直是世界上馬口鐵的主要產(chǎn)地。當(dāng)時(shí)馬口鐵主要用來制造餐具和飲具。17世紀(jì)，英、法、瑞典都曾希望建立自己的馬口鐵工業(yè)，但由于需要大筆資金，所以遲遲未得到發(fā)展。直到1811年，布萊恩.唐金和約翰.霍爾開辦馬口鐵罐頭食品之后，馬口鐵制造才大規(guī)模發(fā)展起來。如今*每年產(chǎn)錫約25萬噸，1/3以上用來制造馬口鐵，其中大部分用于罐頭食品業(yè)。

2、馬口鐵的硬度測(cè)試

馬口鐵的硬度測(cè)試以往大多采用臺(tái)式表面洛氏硬度計(jì)，采用普通鋼質(zhì)平測(cè)砧，測(cè)試HR30T硬度。

近年來，由于關(guān)于馬口鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2520-2000開始采用了上通用的HR30Tm硬度表示方法，因此國(guó)內(nèi)已開始采用金剛石測(cè)砧、測(cè)試馬口鐵的HR30Tm硬度值。

但是，測(cè)試HR30Tm硬度需要一個(gè)金剛石測(cè)砧，而國(guó)產(chǎn)的洛氏硬度計(jì)很少有這種配件可以選購(gòu)。由于合適的金剛石測(cè)砧難以買到，臺(tái)式的表面硬度計(jì)又比較貴。因此，HR30Tm硬度表示方法在國(guó)內(nèi)馬口鐵行業(yè)的應(yīng)用還不普遍。特別是在馬口鐵的使用廠家方面，盡管人們也意總識(shí)到馬口鐵的硬度很重要，它要關(guān)系到加工產(chǎn)品的質(zhì)量，關(guān)系到生產(chǎn)效率和企業(yè)效益。但是多數(shù)企業(yè)都沒有對(duì)購(gòu)進(jìn)的馬口鐵材進(jìn)行硬度復(fù)檢。

現(xiàn)在情況不同了，沈陽(yáng)天星試驗(yàn)儀器有限公司已經(jīng)生產(chǎn)出了PHR系列便攜式表面洛氏硬度計(jì)，它的重量只有臺(tái)式機(jī)的百分之一，價(jià)格只有臺(tái)式機(jī)的一半，精度與臺(tái)式機(jī)相同，都符合關(guān)于洛氏硬度試驗(yàn)方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 230.1-2004的規(guī)定。作為選購(gòu)件，沈陽(yáng)天星公司還可提供用于測(cè)試HR30Tm硬度的金剛石點(diǎn)砧座，它的價(jià)格只有國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的五分之一。

測(cè)試馬口鐵的硬度，可以選用PHR-1S型表面洛氏硬度計(jì)，它的重量只有0.7kg，可以測(cè)試厚度為0.05~25mm的板帶材料，測(cè)試內(nèi)徑26mm以上的管材內(nèi)壁硬度，測(cè)試內(nèi)徑30mm以上的管材外壁硬度。配上金剛石點(diǎn)砧座就可以測(cè)試馬口鐵的HR30Tm硬度。這種儀器可以方便地帶到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、銷售現(xiàn)場(chǎng)和材料倉(cāng)庫(kù)去使用。可以用于馬口鐵生產(chǎn)廠的在線質(zhì)量控制，也可以用于馬口鐵使用廠的材料復(fù)檢，還可以帶到鋼材市場(chǎng)去選購(gòu)材料。如果配上一個(gè)選購(gòu)件支承座，還可以放到一個(gè)平臺(tái)上(例如辦公桌)進(jìn)行測(cè)試。表面洛氏硬度計(jì)非常適于測(cè)試馬口鐵的硬度，它的采用必定會(huì)給馬口鐵的生產(chǎn)和使用廠家?guī)砻黠@效益。

四、模具硬度及模具鋼硬度的檢測(cè)方法

模具鋼是模具工業(yè)的主體材料，根據(jù)模具的服役條件、環(huán)境和狀態(tài)的不同，模具鋼應(yīng)具備不同的特性。在工業(yè)生產(chǎn)中，模具使用壽命和制成零件的精度、質(zhì)量、外觀性能，除與模具的設(shè)計(jì)技術(shù)、制造精度，以及機(jī)床精度和制造操作有關(guān)外，正確地選用模具材料和正確地執(zhí)行熱處理工藝也是至關(guān)重要的，資料顯示，模具早期失效因材料選擇不當(dāng)和材料內(nèi)部缺陷引起的大約點(diǎn)10%左右，而由熱處理不當(dāng)引起的約占49%。

硬度是模具材料和成品模具的重要性能指標(biāo)。模具在工作時(shí)的受力狀態(tài)是復(fù)雜的，如熱作模具通常是在交變的溫度場(chǎng)下承受交變應(yīng)力作用，因此它應(yīng)具有良好的阻止模具轉(zhuǎn)變成較軟或塑性狀態(tài)的能力，并且在長(zhǎng)期工作環(huán)境下仍保持模具的形狀和尺寸精度不變。一般成品模具的硬度，冷作模具常選擇在59-60HRC，熱作模具常選擇在48HRC左右。

耐磨性也是成品模具的重要性能指標(biāo)。零件成形時(shí)金屬和模具型腔表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磨損了型腔表面，至使模具的尺寸形狀、精度和表面粗糙度發(fā)生變化而失效。模具的耐磨性是由模具的熱處理，特別是表面熱處理決定的，評(píng)估模具耐磨性好壞的主要依據(jù)是硬度。

模具鋼的硬度測(cè)試主要針對(duì)三種情況，即模具鋼材料的硬度檢測(cè)，經(jīng)過熱處理的半成品模具的檢測(cè)硬度及要求高耐磨性的模具表面熱處理后的表面硬度的檢測(cè)。

供貨狀態(tài)的模具鋼主要是經(jīng)過鍛造的鋼板、鋼塊或鋼棒，一般以退火狀態(tài)供貨。某些塑料模具鋼還以預(yù)硬狀態(tài)(調(diào)質(zhì)處理)供貨，用戶可直接加工成模具而不必進(jìn)行后續(xù)熱處理。

模具鋼按鋼種分類可分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于各種模具鋼都規(guī)定了出廠硬度要求，要求對(duì)鋼材的退火硬度和試樣淬火硬度進(jìn)行檢驗(yàn)。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T1298-1986《碳素工具鋼技術(shù)條件》規(guī)定，退火狀態(tài)供貨鋼材，對(duì)于T7-T13各種不同牌號(hào)，硬度值應(yīng)分別小于187-217HBS，試樣淬火硬度大于62HRC。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T1299-2000《合金工具鋼》規(guī)定，退火狀態(tài)供貨的鋼材，對(duì)于不同的牌號(hào)，硬度值應(yīng)小于某個(gè)數(shù)值或在某個(gè)硬度區(qū)間內(nèi)，例如:9SiCr硬度為197-241HBW，Cr12硬度為217-269HBW，Cr5Mo1V硬度≤255HBW。試樣淬火硬度根據(jù)不同的牌號(hào)，一般在53-64HRC之間。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T9943-1988《高速工具鋼棒技術(shù)條件》規(guī)定，退火鋼材硬度應(yīng)小于255-285HBS，淬火回火鋼材硬度應(yīng)大于63-66HRC。

按照標(biāo)準(zhǔn)的要求，出廠狀態(tài)的模具鋼應(yīng)使用布氏硬度計(jì)，測(cè)試HBS(鋼球壓頭)或HBW(硬度合金壓頭)硬度，并且只要材料具有足夠的尺寸，應(yīng)盡量采用3000kg力和10mm球的試驗(yàn)條件。 然而模具鋼材料尺寸通常都比較大，無法直接在布氏硬度計(jì)上測(cè)試，常用的辦法是在鋼材上截取一塊樣品，經(jīng)適當(dāng)加工之后在布氏硬度計(jì)上測(cè)試。在少數(shù)要求不高的場(chǎng)合，也有人用簡(jiǎn)易便攜式布氏硬度計(jì)或錘擊式布氏硬度計(jì)測(cè)試，但是，這些儀器誤差太大，技術(shù)指標(biāo)中給出的誤差是±8%，實(shí)際應(yīng)用中的誤差常常超過10%，只能給出一個(gè)粗略的結(jié)果。

近年來，里氏硬度計(jì)被廣泛應(yīng)用，它測(cè)試快速，方便，測(cè)試值可自動(dòng)轉(zhuǎn)換成布氏硬度值，因此得到一定程度的應(yīng)用。但是里氏硬度計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)硬度測(cè)試原理，影響儀器準(zhǔn)確性的因素較多，對(duì)材料表面光潔度的要求也很高，硬度值轉(zhuǎn)換的誤差也較大，因此，其精度盡管常常高于簡(jiǎn)易便攜式布氏硬度計(jì)和錘擊式布氏硬度計(jì)，但是還要遠(yuǎn)低于常規(guī)的布氏和洛氏硬度計(jì)。好在模具鋼材對(duì)硬度測(cè)試的精度要求也不高。

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