硬度怎樣檢測(cè)
硬度是評(píng)定金屬材料力學(xué)性能最常用的指標(biāo)之一。硬度的實(shí)質(zhì)是材料抵抗另一較硬材料壓入的能力。硬度檢測(cè)是評(píng)價(jià)金屬力學(xué)性能最迅速、最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)單的一種試驗(yàn)方法。硬度檢測(cè)的主要目的就是測(cè)定材料的適用性，或材料為使用目的所進(jìn)行的特殊硬化或軟化處理的效果。對(duì)于被檢測(cè)材料而言，硬度是代表著在一定壓頭和試驗(yàn)力作用下所反映出的彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性及磨損抗力等多種物理量的綜合性能。由于通過(guò)硬度試驗(yàn)可以反映金屬材料在不同的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和熱處理工藝條件下性能的差異，因此硬度試驗(yàn)廣泛應(yīng)用于金屬性能的檢驗(yàn)、監(jiān)督熱處理工藝質(zhì)量和新材料的研制。
金屬硬度檢測(cè)主要有兩類(lèi)試驗(yàn)方法。一類(lèi)是靜態(tài)試驗(yàn)方法，這類(lèi)方法試驗(yàn)力的施加是緩慢而無(wú)沖擊的。硬度的測(cè)定主要決定于壓痕的深度、壓痕投影面積或壓痕凹印面積的大小。靜態(tài)試驗(yàn)方法包括布氏、洛氏、維氏、努氏、韋氏、巴氏等。其中布、洛、維三種試驗(yàn)方法是應(yīng)用最廣的，它們是金屬硬度檢測(cè)的主要試驗(yàn)方法。這里的洛氏硬度試驗(yàn)又是應(yīng)用最多的，它被廣泛用于產(chǎn)品的檢驗(yàn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前應(yīng)用中的硬度計(jì)70%是洛氏硬度計(jì)。另一類(lèi)試驗(yàn)方法是動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法，這類(lèi)方法試驗(yàn)力的施加是動(dòng)態(tài)的和沖擊性的。這里包括肖氏和里氏硬度試驗(yàn)法。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法主要用于大型的，不可移動(dòng)工件的硬度檢測(cè)。
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。硬度試驗(yàn)根據(jù)其測(cè)試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。
布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（參照GB/T231－1984），生產(chǎn)中常用布氏硬度法測(cè)定經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼件，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼等毛胚或半成品的硬度。
洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測(cè)量范圍和應(yīng)用范圍也不同。一般生產(chǎn)中HRC用得最多。壓痕較小，可測(cè)較薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。
維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測(cè)量極薄試樣。
一、無(wú)縫鋼管的硬度計(jì)檢測(cè)方法
1、無(wú)縫鋼管常用的硬度指標(biāo)
無(wú)縫鋼管一般常用布氏、洛氏、維氏三種硬度指標(biāo)來(lái)衡量其硬度。
1）布氏硬度
在無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑來(lái)表示該材料的硬度，既直觀(guān)，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(wú)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)了布氏法的不是，較布氏法簡(jiǎn)便，可直接從硬度機(jī)的表盤(pán)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(wú)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(wú)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(wú)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(lèi)，一類(lèi)是拉伸試驗(yàn)，一類(lèi)是硬度試驗(yàn)。
拉伸試驗(yàn)是將無(wú)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)是金屬材料最基本的力學(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)成為唯一的力學(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)中最簡(jiǎn)單、最迅速、最易于實(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?lái)越多地只測(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(lái)無(wú)法直接測(cè)試硬度的材料，如無(wú)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(wú)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。特別是本公司最新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(wú)縫鋼管進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的硬度檢測(cè)，使得過(guò)去在國(guó)內(nèi)難以解決的問(wèn)題迎刃而解。
3、無(wú)縫鋼管硬度檢測(cè)工具
無(wú)縫鋼管的內(nèi)徑在6.0mm以上，壁厚在13mm以下的退火無(wú)縫鋼管材，可以采用W-B75型韋氏硬度計(jì)，它測(cè)試非�？焖�、簡(jiǎn)便，適于對(duì)無(wú)縫鋼管材做快速無(wú)損的合格檢驗(yàn)。無(wú)縫鋼管內(nèi)徑大于30mm，壁厚大于1.2mm的無(wú)縫鋼管，采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRB、HRC硬度。無(wú)縫鋼管內(nèi)徑大于30mm，壁厚小于1.2mm的無(wú)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(wú)縫鋼管，采用管材專(zhuān)用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HR15T硬度。當(dāng)無(wú)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(guò)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(xiàn)套管、公制焊管、托輥管、深井泵管、汽車(chē)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(lái)輸送低壓流體。用Q195A、Q215A、Q235A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(chēng)口徑表示（毫米或英寸）公稱(chēng)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(xiàn)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(xiàn)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(guò)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(xiàn)的投資。主要用于輸送石油、天然氣的管線(xiàn)。
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(guò)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(xiàn)的投資。主要用于鋪設(shè)輸送石油、天然氣等的管線(xiàn)。
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。本公司最新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(guò)去在國(guó)內(nèi)難以解決的問(wèn)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。
馬口鐵最早產(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(kāi)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(lái)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(kāi)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(lái)。如今全世界每年產(chǎn)錫約25萬(wàn)噸，1／3以上用來(lái)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(lái)，由于關(guān)于馬口鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2520-2000開(kāi)始采用了國(guó)際上通用的HR30Tm硬度表示方法，因此國(guó)內(nèi)已開(kāi)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(mǎi)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(chǎng)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(méi)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(lèi)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(xiāo)售現(xiàn)場(chǎng)和材料倉(cāng)庫(kù)去使用�？梢杂糜隈R口鐵生產(chǎn)廠(chǎng)的在線(xiàn)質(zhì)量控制，也可以用于馬口鐵使用廠(chǎng)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)行精確測(cè)試。
PHR-1S型表面洛氏硬度計(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(chǎng)家?guī)?lái)明顯效益。
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(guān)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(guò)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(guò)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(hù)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(lèi)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(chǎng)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(chǎng)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(wú)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(guò)10%，只能給出一個(gè)粗略的結(jié)果。
近年來(lái)，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。
當(dāng)模具鋼塊的厚度大于150mm或300mm時(shí)，儀器的測(cè)試頭還可以取下來(lái)當(dāng)作錘擊式布氏硬度計(jì)使用。它只要接觸鋼塊的一側(cè)就可以測(cè)試，可以測(cè)試任意大的模具鋼塊。測(cè)試精度遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的錘擊式布氏硬度計(jì)。
完成了機(jī)械加工的模具鋼材料要進(jìn)行淬火回火處理，再經(jīng)過(guò)精磨和拋光就可成為成品模具。淬火回火處理后的模具硬度檢測(cè)更為重要，因?yàn)檫@時(shí)的材料硬度是一個(gè)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)，它在很大程度上決定了成品模具的使用壽命。
淬火回火的模具鋼材料要求使用洛氏硬度計(jì)、測(cè)試HRC洛氏硬度。模具鋼成品需要具有足夠的硬度，同時(shí)還要有一定的韌性，而硬度和韌性是一對(duì)矛盾，為了在具有合理韌性的條件下，便模具具有較高的硬度，最佳的硬度值就會(huì)被限制在一個(gè)比較窄的范圍內(nèi)，通常只有2-3個(gè)HRC單位。
半成品模具的硬度測(cè)試是一個(gè)難于解決的問(wèn)題。一直沒(méi)有一個(gè)較為理想的解決方案。只有少數(shù)體積和重量較小的模具可以搬到臺(tái)式洛氏硬度計(jì)上測(cè)試。而大多數(shù)情況下的通常做法是，在近似相同的工藝條件下制作一個(gè)工藝試片，用工藝試片的硬度代表模具的硬度，然而二者之間常常還存在較大的差異，這種方法也不夠理想。
里氏硬度計(jì)為半成品模具的硬度測(cè)試提供了一個(gè)解決方案，可以通過(guò)測(cè)試模具的里氏硬度，然后換算成HRC洛氏硬度。盡管里氏硬度計(jì)誤差較大，但是還是目前模具行業(yè)應(yīng)用最為普遍的硬度測(cè)試方法，據(jù)了解，里氏硬度計(jì)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域就是模具行業(yè)。如前面所述，半成品模具合理的硬度范圍是比較窄的，里氏硬度計(jì)不能滿(mǎn)足這樣的精度要求。但是這就是目前模具行業(yè)的現(xiàn)狀，沒(méi)有更好的解決辦法。
許多模具真正需要測(cè)試硬度的型腔距模具邊緣要有一定的距離，為了適應(yīng)模具行業(yè)的這一特點(diǎn)，PHR系列大型洛氏硬度計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)特別加大了C型框架的深度，最大深度可達(dá)到300mm，這樣只要模具的型腔距模具邊緣的距離小于300mm，就都可以使用這種儀器。
一些要求心部具有較高的韌性，表面不要具有效高硬度和耐磨性的模具，要進(jìn)行表面的滲碳或滲氮處理，表面硬化處理的模具需要測(cè)試模具的表面硬度。
滲碳層通常較厚。當(dāng)滲碳層厚度大于0.8mm時(shí)，可直接用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRC硬度。當(dāng)滲碳層厚度在0.5-0.8mm時(shí)，可以采用洛氏硬度計(jì)的A標(biāo)尺。A標(biāo)尺的試驗(yàn)力較小，只有60kg（C標(biāo)尺試驗(yàn)力是150kg），可以在模具表面壓一個(gè)較淺的壓痕，不至于將硬化層壓透，硬度測(cè)試更準(zhǔn)確。測(cè)得的HRA硬度值可方便地通過(guò)查表?yè)Q算成HRC硬度值。
滲碳層較薄時(shí)，例如0.2-0.6mm，可以采用表面洛氏硬度計(jì)，表面洛氏硬度計(jì)的試驗(yàn)力只有15kg、30kg或45kg，可以在模具表面壓一個(gè)更淺的壓痕，測(cè)得的硬度值也可以換算成HRC硬度值。
滲氮層通常較薄，滲層厚度大于0.2mm的模具可以用表面洛氏硬度計(jì)，厚度小于0.2mm的模具就只能利用工藝試片了，在近似相同的工藝條件下做一塊試片，以試片的硬度代表滲氮層的硬度。這個(gè)試片可以在小負(fù)荷維氏硬度計(jì)上測(cè)出表層硬度。
硬度是模具鋼最重要的性能。模具的熱處理質(zhì)量和使用性能通常都是以硬度作為判斷的依據(jù)。為了照顧到韌性等其他性能，模具硬度的最佳范圍是一個(gè)比較窄的區(qū)間，通常只有2-4個(gè)HRC單位。因此，如何能在現(xiàn)場(chǎng)使用便攜式儀器快速、精確地測(cè)試模具硬度在模具制造和使用單位具有十分重要的意義。它可以提升模具產(chǎn)品的質(zhì)量，提升模具制造的技術(shù)水平，延長(zhǎng)模具壽命。
五、帶鋼硬度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法
帶鋼包括冷軋帶鋼、光亮帶鋼、不銹鋼帶、鍍鋅鋼帶、鍍錫鋼帶等，這些帶鋼產(chǎn)品在冷軋之后都要進(jìn)行退火處理，多數(shù)產(chǎn)品還要根據(jù)退火程度按硬度進(jìn)行分級(jí)，不同的后續(xù)加工需要采用不用硬度級(jí)別的帶鋼材料。退火硬度的檢測(cè)在這些帶鋼產(chǎn)品生產(chǎn)和使用中具有十分重要的意義。
以往帶鋼硬度的檢測(cè)都是要在帶鋼卷上截取樣品后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬度檢測(cè)。這種方法麻煩，費(fèi)時(shí)并且遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)。
六、熱處理工件硬度的檢測(cè)方法
表面熱處理分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是表面淬火回火熱處理，另一類(lèi)是化學(xué)熱處理，其硬度檢驗(yàn)方法如下：
1、表面淬火回火熱處理
表面淬火,回火熱處理通常用感應(yīng)加熱或火焰加熱的方式進(jìn)行。主要技術(shù)參數(shù)是表面硬度、局部硬度和有效硬化層深度。硬度檢測(cè)可采用維氏硬度計(jì)，也可采用洛氏或表面洛氏硬度計(jì)。試驗(yàn)力（標(biāo)尺）的選擇與有效硬化層深度和工件表面硬度有關(guān)。這里涉及到三種硬度計(jì)。
維氏硬度計(jì)是測(cè)試熱處理工件表面硬度的重要手段，它可選用0.5～100kg的試驗(yàn)力，測(cè)試薄至0.05mm厚的表面硬化層，它的精度是最高的，可分辨出熱處理工件表面硬度的微小差別。另外，有效硬化層深度也要由維氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)，所以，對(duì)于進(jìn)行表面熱處理加工或大量使用表面熱處理工件的單位，配備一臺(tái)維氏硬度計(jì)是有必要的。
表面洛氏硬度計(jì)也是十分適于測(cè)試表面淬火工件硬度的，表面洛氏硬度計(jì)有三種標(biāo)尺可以選擇�？梢詼y(cè)試有效硬化深度超過(guò)0.1mm的各種表面硬化工件。盡管表面洛氏硬度計(jì)的精度沒(méi)有維氏硬度計(jì)高，但是作為熱處理工廠(chǎng)質(zhì)量管理和合格檢查的檢測(cè)手段，已經(jīng)能夠滿(mǎn)足要求。況且它還具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格較低，測(cè)量迅速、可直接讀取硬度值等特點(diǎn)，利用表面洛氏硬度計(jì)可對(duì)成批的表面熱處理工件進(jìn)行快速無(wú)損的逐件檢測(cè)。這一點(diǎn)對(duì)于金屬加工和機(jī)械制造工廠(chǎng)具有重要意義。
當(dāng)表面熱處理硬化層較厚時(shí)，也可采用洛氏硬度計(jì)。當(dāng)熱處理硬化層厚度在0.4～0.8mm時(shí)，可采用HRA標(biāo)尺，當(dāng)硬化層厚度超過(guò)0.8mm時(shí)，可采用HRC標(biāo)尺。
維氏、洛氏和表面洛氏三種硬度值可以方便地進(jìn)行相互換算，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)、圖紙或用戶(hù)需要的硬度值。相應(yīng)的換算表在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T中都已給出。在沈陽(yáng)天星網(wǎng)站的技術(shù)資料欄目中這三種換算表都可以找到。
2、化學(xué)熱處理
化學(xué)熱處理是使工件表面滲入一種或幾種化學(xué)元素的原子，從而改變工件表面的化學(xué)成分、組織和性能。經(jīng)淬火和低溫回火后，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度，而工件的芯部又具有高的強(qiáng)韌性。
化學(xué)熱處理工件的主要技術(shù)參數(shù)是硬化層深度和表面硬度。硬化層深度還是要用維氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)。檢測(cè)從工件表面到硬度降到50HRC那一點(diǎn)的距離。這就是有效硬化深度。
化學(xué)熱處理工件的表面硬度檢測(cè)與表面淬火熱處理工件的硬度檢測(cè)相近，都可以用維氏硬度計(jì)、表面洛氏硬度計(jì)或洛氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)，只是滲氮厚的厚度較薄，一般不大于0.7mm，這時(shí)就不能再采用洛氏硬度計(jì)了。
3、局部熱處理
零件如果局部硬度要求較高，可用感應(yīng)加熱等方式進(jìn)行局部淬火熱處理，這樣的零件通常要在圖紙上標(biāo)出局部淬火熱處理的位置和局部硬度值。零件的硬度檢測(cè)要在指定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。硬度檢測(cè)儀器可采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRC硬度值，如熱處理硬化層較淺，可采用表面洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRN硬度值。
七、鋁型材硬度的檢測(cè)方法
鋁型材硬度一般用韋氏硬度計(jì)檢測(cè)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5237-2004規(guī)定6063鋁型材硬度應(yīng)大于8HW，6061鋁型材硬度應(yīng)大于10HW。中國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)YB/T420-2000規(guī)定了鋁型材韋氏硬度檢測(cè)方法。
用于鋁型材檢測(cè)的W－20型韋氏硬度計(jì)是一種小型便攜式儀器，用于快速方便地測(cè)量鋁型材、管材、板材的硬度。特別適用于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、銷(xiāo)售現(xiàn)場(chǎng)或施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋁型材產(chǎn)品進(jìn)行快速非破壞性的硬度檢查。本儀器已通過(guò)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督部門(mén)的性能試驗(yàn)，獲得計(jì)量器具制造許可證。許可證編號(hào)：遼制01030012。
W－20型韋氏硬度計(jì)是中國(guó)有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T420－2000認(rèn)可的兩種儀器之一，該儀器已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大多數(shù)鋁型材廠(chǎng)和許多門(mén)窗幕墻企業(yè)、鋁型材使用單位及工程質(zhì)檢技術(shù)監(jiān)督部門(mén)。
1、用途
1）確定鋁型材有無(wú)熱處理，檢查熱處理效果，判定鋁型材力學(xué)性能是否合格
2）確定鋁型材是否為不適當(dāng)?shù)暮辖鸺庸ざ�，判定鋁型材合金成分是否合格。
3）測(cè)量不便送到實(shí)驗(yàn)室的過(guò)長(zhǎng)、過(guò)重工件或裝配件。
4）用于鋁型材生產(chǎn)檢驗(yàn)、驗(yàn)收檢驗(yàn)和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)。
2、主要特點(diǎn)
1）體積小，重量輕，可單手操作，便于攜帶。
2）能測(cè)量多種鋁型材外形。
3）操作簡(jiǎn)單，操作技能對(duì)讀數(shù)無(wú)影響。
4）讀數(shù)方便，可方便地?fù)Q算成其它硬度值。
3、測(cè)量范圍
主要用于測(cè)量鋁型材和鋁合金材料，也可測(cè)量銅合金材料。其測(cè)量范圍相當(dāng)于：
鋁型材：24～110HRE
銅合金：60～90 HRF
八、鑄件的硬度檢測(cè)方法
鑄造業(yè)是機(jī)械行業(yè)的一個(gè)重要分支，由于石墨的存在賦予鑄鐵優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性能、減磨性能、減振性能以及低的缺口敏感性。而且鑄造生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單, 制造成本低，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。在各類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品中，按質(zhì)量計(jì)算，鑄件所占比例高達(dá)50%以上。
鑄造件第一位的質(zhì)量指標(biāo)就是力學(xué)性能，測(cè)試工件力學(xué)性能的方法主要有兩個(gè)，其一是拉伸試驗(yàn)，其二是硬度試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)測(cè)試的是工件的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，而硬度試驗(yàn)反映的是在各自規(guī)定的條件下材料彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性及磨損抗力等多種物理量的綜合性能。在美國(guó)鑄件標(biāo)準(zhǔn)中幾乎每一種產(chǎn)品都規(guī)定了拉伸試驗(yàn)。多數(shù)產(chǎn)品規(guī)定了硬度試驗(yàn)。
拉伸試驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜，投資較高，需要專(zhuān)業(yè)人員，需要制備試樣，試驗(yàn)效率低，成本高。硬度試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于掌握，壓痕很小，可視為無(wú)損檢測(cè)，可直接測(cè)試成品或半成品工件。測(cè)試效率高，可用于對(duì)成批工件的逐件檢測(cè)。隨著硬度計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，各種便攜式儀器，特別是高精度便攜式儀器不斷出現(xiàn)，使得硬度測(cè)試實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單、快捷和精確。使現(xiàn)場(chǎng)硬度檢測(cè)，生產(chǎn)線(xiàn)上的硬度控制及大工件的精確硬度檢測(cè)成為可能。
硬度試驗(yàn)和拉伸試驗(yàn)基本上都是檢測(cè)金屬抵抗塑性變形的能力。兩種試驗(yàn)在某種程度上是檢測(cè)金屬相似的特性。二者的試驗(yàn)結(jié)果是完全可以相互比較的，對(duì)于多數(shù)金屬材料，硬度值和抗拉強(qiáng)度值是可以通過(guò)查表相互換算的。因此在測(cè)試材料力學(xué)性能時(shí)，人們?cè)絹?lái)越多地選擇采用硬度試驗(yàn)，而較少選用拉伸試驗(yàn)。
本文主要有兩部分內(nèi)容，第一，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM中典型鑄造產(chǎn)品關(guān)于硬度要求方面的規(guī)定。第二，在鑄造產(chǎn)品檢測(cè)中硬度計(jì)的選用方法。
1、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM中關(guān)于鑄件硬度的要求
1）灰口鐵鑄件（ASTM A48-92）
適用于主要考慮抗拉強(qiáng)度的一般工程用灰口鐵鑄件，鑄件根據(jù)不同鑄造試棒的抗拉強(qiáng)度分級(jí)。在此類(lèi)鑄鐵件中，化學(xué)成分相對(duì)于抗拉強(qiáng)度來(lái)說(shuō)是次要的。
鑄件在訂貨或生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)單獨(dú)鑄造的試樣性能分成若干個(gè)等級(jí)，每一等級(jí)采用一個(gè)數(shù)字后接一字母表示，數(shù)字表示單獨(dú)鑄造試棒的最小抗拉強(qiáng)度，字母表示試棒的規(guī)格。例如：
灰口鐵鑄件，ASTM A48，30B級(jí)表示按標(biāo)準(zhǔn)ASTM A48生產(chǎn)的，最小抗拉強(qiáng)度為30千磅/英寸2（207MPa），試棒的公稱(chēng)直徑為1.2英寸（30.5mm）。
標(biāo)準(zhǔn)述及“在生產(chǎn)廠(chǎng)和購(gòu)買(mǎi)方達(dá)成書(shū)面協(xié)議時(shí)，要求鑄件滿(mǎn)足硬度、化學(xué)成分、顯微組織、壓漏、X線(xiàn)檢驗(yàn)無(wú)缺陷、尺寸、表面精度等要求是必要的”。
2）機(jī)動(dòng)車(chē)用灰口鐵鑄件（ASTM A159-88）
適用于以砂模鑄造的，在汽車(chē)、拖拉機(jī)及相關(guān)工業(yè)中使用的灰口鐵鑄件。
訂貨合同應(yīng)包括如下條款：
是否需要特殊熱處理。
進(jìn)行硬度試驗(yàn)的表面。
所要求的表面硬化深度和表面硬度。
硬度要求：
鑄造廠(chǎng)應(yīng)采取必要的控制和檢驗(yàn)技術(shù)以保證鑄件符合所規(guī)定的硬度范圍，· 布氏硬度按ASTM E10試驗(yàn)方法，· 在鑄件表面已經(jīng)去除足夠厚度的材料后測(cè)試，· 以保證硬度讀數(shù)的代表性。除另有協(xié)議外，· 應(yīng)采用10毫米的鋼球和3000公斤負(fù)荷。在鑄件上檢測(cè)硬度的面積及其位置應(yīng)由供需雙方商定，· 并在圖紙上標(biāo)· 出。
合金灰口鐵機(jī)動(dòng)車(chē)凸輪軸的牌號(hào)為G4000d，鑄件硬度——按照供需雙方的商定，在支撐面上測(cè)定的硬度為241-321HB。
3）球墨鑄鐵鑄件（ASTM A536-84）
適用于由球墨鑄鐵制作的鑄件，這種鑄鐵含有球狀石墨，基本上沒(méi)有其他形式的石墨。
鑄件牌號(hào)按“抗拉強(qiáng)度——屈服強(qiáng)度——延伸率”來(lái)表示，例如：
牌號(hào)：80-55-06
代表抗拉強(qiáng)度80000磅/英寸2（552MPa），屈服強(qiáng)度55000磅/英寸2（379MPa），延伸率6.0%（2英寸或50mm）。
鑄件應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚缤嘶�、正火、淬火并回火等�?/span>
在合同或訂貨單中有規(guī)定時(shí)，鑄件應(yīng)滿(mǎn)足硬度、化學(xué)成分、顯微組織……等要求。
4）奧氏體球墨鑄鐵鑄件（ASTM A439-89）
適用于主要用于耐熱、耐腐蝕和耐磨的奧氏體球墨鑄鐵件。鑄件應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力、穩(wěn)定性處理或退火等熱處理。
5）等溫淬火球墨鐵鑄件（ASTM A897M-90）
適用于需要進(jìn)行等溫淬火熱處理的球墨鐵鑄件。等溫淬火可以使同一鑄件的不同部位或同一爐鐵水鑄成的不同鑄件間的力學(xué)性能差異縮小。應(yīng)用等溫淬火熱處理可以擴(kuò)大在球墨鑄鐵件上可得到的性能范圍。
6）高溫用鐵素體球墨鑄鐵承壓鑄件（ASTM A395 M-88）
適用于高溫承壓用的球墨鑄鐵制造的閥門(mén)、法蘭盤(pán)、管配件、泵和其他管道配件。
訂貨合同中應(yīng)包括熱處理要求。
鑄件的硬度要求如下：
鑄件和試樣的硬度應(yīng)在下列范圍：
布氏硬度、3000kg力/10mm球，HB143-187。
7）珠光體可鍛鑄件（ASTM A220 M-88）
適用于從常溫到400℃條件下工作的一般工程用珠光體可鍛鑄鐵鑄件。
如果購(gòu)貨合同要求進(jìn)行硬度試驗(yàn)，則應(yīng)說(shuō)明可以接受的硬度范圍，試驗(yàn)部位應(yīng)清晰地示于附圖上。
只要有可能，就應(yīng)采用ASTM E10規(guī)定的布氏硬度試驗(yàn)方法。并且應(yīng)盡量采用3000kg力/10mm球的試驗(yàn)條件，如果由于工件尺寸或形狀不允許，則可采用1500kg力/10mm球。在不能采用布氏硬度計(jì)的特殊情況下，可按照ASTM E18的規(guī)定，采用洛氏硬度試驗(yàn)方法來(lái)代替。
8）鐵素體可鍛鑄鐵鑄件（ASTM A47M-90）
適用于常溫到400℃條件下工作的一般工程用鐵素體可鍛鑄鐵鑄件。
典型零件抗拉試驗(yàn)及硬度要求如下：
拉伸試驗(yàn)要求典型硬度
級(jí)別抗拉強(qiáng)度最小
MPa 屈服強(qiáng)度最小
MPa 伸長(zhǎng)率（50毫米標(biāo)距），最小，% 最大硬度
HB 壓痕直徑毫米
22010 340 220 10 156 4.8
9）汽車(chē)用可鍛鑄鐵鑄件（ASTM A602-87）
適用于汽車(chē)工業(yè)和同類(lèi)型工業(yè)產(chǎn)品所用的鐵素體、珠光體、回火珠光體和回火馬氏體級(jí)的可鍛鑄鐵鑄件。鑄件應(yīng)進(jìn)行熱處理。
硬度要求
鑄件應(yīng)實(shí)行必要的控制和檢驗(yàn)工序以保證符合規(guī)定的硬度范圍。硬度讀數(shù)應(yīng)按照ASTM E10，從鑄件表面清除足夠厚度的材料之后測(cè)取，以保證硬度值的代表性。應(yīng)由供需雙方協(xié)商一致并按圖紙所示，確定鑄件檢查硬度的表面或區(qū)域。
10）耐磨鑄鐵（ASTM A532/A532M-87）
本標(biāo)準(zhǔn)適用于一組合金化的白口鑄鐵，以保證在采礦、選礦、泥土裝卸和制造工業(yè)中應(yīng)用時(shí)的高耐磨性。
Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)合金經(jīng)常按熱處理狀態(tài)訂貨，最大硬度為400HB。
硬度測(cè)試可在鑄件原始表面的任何部位進(jìn)行。壓痕可在鑄件的原始表面上做出，或深入原始表面1/8英寸。
硬度按照下列ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)試。
優(yōu)先選用的方法是采用碳化鎢球和3000公斤力的ASTM E10布氏試驗(yàn)法。
作為任選方法，可采用ASTM E18標(biāo)準(zhǔn)中的洛氏方法，采用洛氏C標(biāo)尺，金剛石圓錐壓頭和150公斤力。采用下列公式將HRC測(cè)量值換算成HB當(dāng)量值。
HB=0.363(HRC) 2-22.215(HRC)+717.8
2、硬度計(jì)在鑄造件上的應(yīng)用
1）布氏硬度計(jì)
鑄造件的硬度檢測(cè)首選布氏硬度計(jì)，特別是晶粒比較粗大的灰口鐵鑄件，只能采用布氏硬度計(jì)，并且要盡量選用3000kg力，10mm球的試驗(yàn)條件，當(dāng)鑄件尺寸較小時(shí)，也可選用洛氏硬度計(jì)。
在鑄造件硬度檢測(cè)方面優(yōu)先選用布氏硬度計(jì)的原因在于以下兩點(diǎn)：
a、鑄鐵件通常組織不均勻，晶粒較大，含有的碳、硅和其他雜質(zhì)也比鋼材多，在不同的微小區(qū)域內(nèi)或不同的點(diǎn)上硬度的大小會(huì)有所不同。而布氏硬度計(jì)的壓頭尺寸較大，壓痕面積較大，可以測(cè)出某一范圍內(nèi)材料硬度的平均值，因此使用布氏硬度計(jì)測(cè)試精度較高，硬度值的分散性較小，測(cè)得的硬度值更能代表工件硬度的實(shí)際狀況。所以布氏硬度計(jì)在鑄造行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
b、抗拉強(qiáng)度是鑄件第一位的力學(xué)性能指標(biāo)，幾乎所有的鑄造件標(biāo)準(zhǔn)中都有關(guān)于抗拉強(qiáng)度的要求。而鑄件的布氏硬度值和抗拉強(qiáng)度值具有非常密切的關(guān)系，二者的數(shù)值可以相互換算。
灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度可以由以下公式計(jì)算：
σb=1.82（HB）1.85
二者關(guān)系也可以通過(guò)查表得到。通過(guò)測(cè)試布氏硬度值可以快速、方便地得到工件的抗拉強(qiáng)度值。從而提高檢測(cè)效率、降低試驗(yàn)成本。
2）洛氏硬度計(jì)
洛氏硬度計(jì)也常用于鑄鐵的硬度試驗(yàn)。凡是晶粒較細(xì)的工件，如果沒(méi)有足夠的面積作布氏硬度試驗(yàn)，也可以進(jìn)行洛氏硬度試驗(yàn)，對(duì)于珠光體可鍛鑄鐵，冷硬鑄鐵和鑄鋼件，可以采用HRB或HRC標(biāo)尺，如果材質(zhì)不均勻，應(yīng)測(cè)出幾個(gè)讀數(shù)，取其平均值。
洛氏硬度計(jì)測(cè)試快速，方便，壓痕小，可以直接測(cè)試成品工件，適于對(duì)成批生產(chǎn)的成品或半成品工件的逐件檢測(cè)。
3）肖氏硬度計(jì)
在個(gè)別情況下，一些型體較大的鑄造件，不允許切割試樣，也不能另外鑄造用于硬度測(cè)試的試驗(yàn)塊，這時(shí)硬度檢測(cè)會(huì)遇到困難。對(duì)于這種情況，常用的辦法是，在鑄件進(jìn)行精加工之后在光潔的表面上用便攜式的肖氏硬度計(jì)測(cè)試硬度。例如冶金行業(yè)廣泛應(yīng)用的軋輥標(biāo)準(zhǔn)中就規(guī)定要使用肖氏硬度計(jì)測(cè)試硬度。
肖氏硬度計(jì)由于采用了動(dòng)態(tài)硬度檢測(cè)原理，影響硬度測(cè)試結(jié)果的因素較多，測(cè)試精度遠(yuǎn)低于采用靜態(tài)的壓痕硬度測(cè)試原理的布氏硬度計(jì)和洛氏硬度計(jì)。由于這個(gè)原因，在軋輥標(biāo)準(zhǔn)中還推薦采用一種硬度對(duì)比輥，硬度對(duì)比輥起到一個(gè)標(biāo)樣的作用，其硬度值是依靠切割試樣的辦法得到精確測(cè)試的。使用肖氏硬度計(jì)測(cè)試軋輥之后，要在對(duì)比輥上核對(duì)肖氏硬度計(jì)的檢測(cè)精度。
4）里氏硬度計(jì)
目前，在鑄造件硬度檢測(cè)上里氏硬度計(jì)被廣泛使用。里氏硬度計(jì)是對(duì)肖氏硬度計(jì)的改進(jìn)。它也是采用動(dòng)態(tài)硬度測(cè)試原理，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了硬度計(jì)的小型化，電子化，使用簡(jiǎn)單方便，測(cè)試結(jié)果可方便地?fù)Q算成布氏硬度值，因而得到廣泛歡迎。
但是，同肖氏硬度計(jì)一樣，里氏硬度計(jì)的精度也不高，影響測(cè)試精度的因素較多，要求工件表面具有較高的光潔度，并且缺乏權(quán)威的硬度換算表，硬度換算也會(huì)帶來(lái)較大誤差。因此里氏硬度計(jì)的測(cè)量結(jié)果常常被人們作為參考值在國(guó)內(nèi)使用，里氏硬度計(jì)主要用于對(duì)工件硬度要求范圍較寬的場(chǎng)合。另外，里氏硬度計(jì)作為非正規(guī)的硬度檢測(cè)方法，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織中沒(méi)有得到廣泛認(rèn)可，在國(guó)外鑄造件的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有被采用。在國(guó)際貿(mào)易中，里氏硬度計(jì)的測(cè)量結(jié)果不會(huì)被多數(shù)外商接受。
許多鑄造件都是中大型工件、有些重達(dá)幾噸，無(wú)法搬到臺(tái)式的硬度計(jì)上測(cè)試。鑄件的精確硬度測(cè)試主要采用單獨(dú)鑄造的試驗(yàn)棒或鑄件上附帶的試驗(yàn)塊。然而，無(wú)論是試驗(yàn)棒還是試驗(yàn)塊都無(wú)法完全代替工件本身，即使是同一爐鐵水，鑄造工藝和熱處理?xiàng)l件也相同，因?yàn)槌叽绱笮〉木薮蟛町�，�?huì)造成二者加熱速度，特別是冷卻速度不同，很難讓二者具有完全相同的硬度，由于這個(gè)原因許多客戶(hù)更關(guān)心和相信工件本身硬度。這樣就要求有一種便攜式的精確硬度計(jì)來(lái)測(cè)試鑄件硬度。
5）便攜式布氏硬度計(jì)
早期使用的便攜式硬度計(jì)是錘擊式布氏硬度計(jì)。這種儀器簡(jiǎn)單、方便、價(jià)廉，但是精度不高。只能在要求較低時(shí)，作為半定量檢測(cè)方法來(lái)使用。
6）便攜式大型洛氏硬度計(jì)
便攜式洛氏硬度計(jì)可用于珠光體可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵及鑄鋼工件的現(xiàn)場(chǎng)精確硬度檢測(cè)。其測(cè)試誤并小于1.5HRC，與臺(tái)式的洛氏硬度計(jì)相同，符合洛氏硬度計(jì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試精度之高，可測(cè)試的工件尺寸之大，在國(guó)內(nèi)外都是獨(dú)一無(wú)二的。
九、不銹鋼帶硬度的檢測(cè)方法
不銹鋼帶的厚度大于1.2mm采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRB、HRC硬度。厚度為0.2～1.2mm的不銹鋼帶采用表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試HRT、HRN硬度。厚度小于0.2mm的不銹鋼帶，采用表面洛氏硬度計(jì)配金剛石砧座，測(cè)試HR30Tm硬度。
在不銹鋼帶的生產(chǎn)過(guò)程中，有一個(gè)十分重要的工序，這就是退火－精整處理。不銹鋼的退火－精整處理通常是在連續(xù)退火機(jī)組上進(jìn)行的，不銹鋼帶以某一速度連續(xù)運(yùn)動(dòng)，不銹鋼帶的硬度主要依靠改變運(yùn)動(dòng)速度或調(diào)節(jié)精整壓下率來(lái)調(diào)整。不銹鋼帶材的硬度是一項(xiàng)十分重要的質(zhì)量指標(biāo)，它關(guān)系到以不銹鋼帶為原料的沖壓、焊管及其他變形或非變形加工的產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。如何能在不停機(jī)的條件下，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)快速無(wú)損地檢測(cè)不銹鋼帶的硬度，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工藝參數(shù)保證最終產(chǎn)品的硬度在規(guī)定范圍之內(nèi)。這是不銹鋼帶生產(chǎn)，以及冷軋鋼帶生產(chǎn)中一項(xiàng)亟待解決的難題。
十、不銹鋼板硬度的檢測(cè)方法
不銹鋼板的厚度大于1.2mm采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRB、HRC硬度。厚度為0.2～1.2mm的不銹鋼板采用表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試HRT、HRN硬度。厚度小于0.2mm的不銹鋼板，采用表面洛氏硬度計(jì)配金剛石砧座，測(cè)試HR30Tm硬度。
在美國(guó)的金屬材料標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于硬度試驗(yàn)，有一個(gè)突出的特點(diǎn)，就是優(yōu)先采用洛氏硬度試驗(yàn)，輔之以布氏硬度試驗(yàn)，很少采用維氏硬度試驗(yàn)，美國(guó)方面認(rèn)為，維氏硬度試驗(yàn)主要應(yīng)該用于金屬研究和薄小零件的測(cè)試。中國(guó)和日本的標(biāo)準(zhǔn)都是三種硬度試驗(yàn)同時(shí)采用，用戶(hù)可根據(jù)材料的厚度和狀態(tài)以及自身?xiàng)l件選用其中一種來(lái)測(cè)試不銹鋼材料。
日本不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)方面的規(guī)定與中國(guó)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)表格相同，數(shù)值相近，這里能看到中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)參照采用日本標(biāo)準(zhǔn)的痕跡。
在不銹鋼硬度檢測(cè)方面，洛氏硬度計(jì)是一個(gè)值得優(yōu)先采用的儀器，它設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作，無(wú)需專(zhuān)業(yè)檢驗(yàn)員，可以直接讀出硬度值，試驗(yàn)效率高，十分適合工廠(chǎng)使用。
關(guān)于采用洛氏硬度計(jì)進(jìn)行不銹鋼硬度的檢測(cè)，在不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中一般只規(guī)定了HRC和HRB兩個(gè)標(biāo)尺。對(duì)于退火的不銹鋼材料，一般都對(duì)應(yīng)于每一個(gè)牌號(hào)的不銹鋼品種規(guī)定了硬度值應(yīng)不大于某一個(gè)HRB值，一般在88－96HRB范圍內(nèi)。而對(duì)于淬火回火的馬氏體不銹鋼，一般都對(duì)應(yīng)于每一個(gè)牌號(hào)的不銹鋼品種，規(guī)定了硬度值不小于某一個(gè)HRC值，一般在32－46HRC范圍內(nèi)。
在不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了采用洛氏硬度計(jì)HRB和HRC標(biāo)尺。其實(shí)表面洛氏硬度計(jì)也完全可以應(yīng)用于檢測(cè)不銹鋼。因?yàn)樗脑砼c洛氏硬度計(jì)完全相同，只是試驗(yàn)力較小而已。并且其硬度值可以很方便地?fù)Q算成HRB、HRC或者布氏硬度HB、維氏硬度HV。相應(yīng)的換算表在本公司的網(wǎng)站中可以找到，這些換算表來(lái)源于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO。對(duì)于薄壁細(xì)不銹鋼管、薄不銹鋼板、薄不銹鋼帶、細(xì)不銹鋼絲等，采用表面洛氏硬度計(jì)會(huì)非常方便。特別是本公司最新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的不銹鋼管進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的硬度檢測(cè)，使得過(guò)去在國(guó)內(nèi)難以解決的問(wèn)題迎刃而解。
下面分別介紹各種不同形狀不銹鋼的硬度檢測(cè)方法。
1、不銹鋼板、不銹鋼帶
不銹鋼板包括熱軋板和冷軋板。厚度大于1.2mm的不銹鋼板或不銹鋼帶的硬度測(cè)試采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRB、HRC硬度。厚度在0.2～1.2mm 的不銹鋼板或不銹鋼帶采用表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試HRT或HRN硬度。厚度小于0.2mm的不銹鋼板或不銹鋼帶，采用表面洛氏硬度計(jì)配合金剛石點(diǎn)砧座，測(cè)試HR30Tm硬度。對(duì)于厚度0.3～13mm的退火不銹鋼板、不銹鋼帶，也可以采用W-B75型韋氏硬度計(jì)，這種儀器測(cè)試非�？焖俸�(jiǎn)便，十分適于對(duì)退火不銹鋼材料進(jìn)行快速合格檢驗(yàn)。
2、不銹鋼管
不銹鋼管包括接焊不銹鋼管和冷拔不銹鋼管。內(nèi)徑大于￠30mm，壁厚大于1.2mm的不銹鋼管，采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRB、HRC硬度。內(nèi)徑大于￠30mm，壁厚小于1.2mm的不銹鋼管，采用表面洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRT或HRN硬度。內(nèi)徑小于￠30mm，大于￠4.8mm的不銹鋼管，采用管材專(zhuān)用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HR15T硬度。當(dāng)管材內(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。對(duì)于內(nèi)徑在￠6.0mm以上，壁厚在13mm以下的退火不銹鋼管材，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)不銹鋼管材做快速無(wú)損的合格檢驗(yàn)。
3、不銹鋼棒
對(duì)于直徑小于￠50的不銹鋼棒可以采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRB或HRC硬度。
4、不銹鋼絲
對(duì)于直徑大于2.0mm的不銹鋼絲，可以采用表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試HRT或HRN硬度。
