洛氏硬度计洛氏硬度试验误差来源和分析

洛氏硬度测试是测深法,操作简便、迅速,可直接读数,工作效率高。洛氏硬度检测有初试验力,所以试件表面轻微的不平度对硬度值的影响比布氏、维氏为小。因此,适用于成批生产大量检测的机械、冶金热加工过程中以及半成品或成品检验。特别适用于刃具、模具、量具、工具等的成品制件检测。

洛氏硬度测试原理

将特定尺寸、形状和材料的压头按照标准规定分两级试验力压入试样表面:初试验力加载后,测量初始压痕深度;随后施加主试验力,在卸除主试验力后保持初试验力时测量最终压痕深度,从而计算出洛氏硬度值。

洛氏硬度试验误差来源

洛氏硬度试验的误差来源主要分为三大类,第一类是硬度计本身,包括试验力、压头形位误差及测量结构的误差;第二类误差源于试验条件的变化;第三类误差源于被测试样和操作误差等。

误差来源一:硬度计

误差来源二:试验条件

误差来源三:操作误差

来源一:硬度计

试验力

01

试验力误差包括初试验力,主试验力误差,

02

试验力施加速度的影响,以及试验力施加不平稳等误差。施加试验力应平稳、没有冲击、振动。

03

压头不符合技术要求,或是使用一段时间后有磨损。

来源一:硬度计

压头

01

压头安装不良影响硬度值

02

压头的质量引起的误差,金刚石压头的几何形状偏差、表面粗糙度、金刚石锥体镶装的正确性;球压头的直径偏差、椭圆度、表面粗精度及球本身的硬度等。

03

试验力误差包括初试验九,主试验力误差及试验力施加不平稳等误差。

来源一:硬度计

测量机构

01

测深机构精度不高。

02

砝码硬度计的弹簧和主轴、杠杆和百分表之间有摩擦;砝码硬度计的杠杆比例不对,吊杆和砝码的配重有误差;砝码硬度计的主轴、杠杆和砝码有偏斜。

砝码系统的缺点:–无法反馈实际的试验力–对温度和环境较敏感–测量重复性和再现性差–机械加载系统复杂且不便维修–机械结构易磨损–维护费用相对较高

闭环系统的优势:

高精度试验力力反馈系统确保加载试验力的准确性宽泛的试验力且不受限于机械结构简便的测试流程对比砝码系统,简化机械结构简单的校正程序

来源二:

试验条件

01

工厂生产用硬度计常会因周围环境受震动的影响,致使硬度计结构产生松动,示值不稳定。硬度计应安装在无震动或离震源较远的地方。

02

硬度计安置不正,没有处于水平位置。

03

室温不符合要求。

来源三:

被测试样,以及操作误差

01

试样表面粗糙度、厚度不达标;制备不良,被测表面有锈、油、脏;热处理零件表面有盐渍、沙子等物。被测零件表面应去除锈蚀、油污、氧化皮、脱碳层等脏物。

02

试样的平面度、平行度不达标;测试部位的表面与工作台接触不良,或支承点不稳固。产生滑移、滚动、翘起等现象。应根据零件的几何形状选择合适的工作台和夹具。

03

操作误差:操作人员技术不够熟练,实践经验不足;标尺选择不当;加卸载试验力的速度和保持时间不当;指针读数误差;压痕间距太近或太靠近试件边缘(ISO-规定如下图)。

汇总

影响洛氏硬度值的因素

-*硬度计本身的试验力、压头、测量机构;

-*操作不当,包括加卸载速度不当、保荷时间不当等;

-*试样制备不良;

-*试验温度不符合要求、环境有震动等。

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