Page 22 - 理化检验-物理分册2022年第十期
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张凤林: 便携式硬度计测试技术进展


            测工件的尺寸有限。对于大型、 组装、 不可切割及不                          力、 压头、 试样、 测试程序等内容。
            便移动的工件, 常采用锤击式布氏硬度计、 里氏硬度                              E18 的附录 A1 和 GB / T230.2 — 2012 《 金属材



            计、 摇臂式大型硬度计          [ 1 ] 或门式硬度计来进行硬度             料 洛氏硬度试验 第 2 部分: 硬度计的检验与校准》

            测试。然而, 锤击式布氏硬度计和里氏硬度计属于                            规定了洛氏硬度计的检验与校准方法, 包括直接检
            动态加力的硬度测试方法, 精度不高, 重复性和可靠                          验、 间接检验和日常检验。直接检验是确定硬度计
            性差, 经常不能满足要求。虽然摇臂式大型硬度计                            关键部件的参数是否处于允许范围内的过程, 检验
            及门式硬度计采用了标准的洛氏硬度或布氏硬度测                             内容包括试验力、 压痕深度, 机械滞后及测试循环时
            试方法, 精度和可靠性都能满足要求, 但是需要移动                          间等; 间接检验是周期性的使用标准硬度块检验硬
            工件, 检测效率较低, 并且试验力只能是垂直 向下                          度计综合性能的过程, 检验内容包括示值误差和示
            的, 不能检测不便移动和组装后的工件, 故其仍然不                          值重复性; 日常检验是在两次间接检验期间, 在每日
            能满足某些现场硬度测试的需要。                                    使用之前, 用一块和待测硬度接近的标准硬度块监

                 美国 标 准 ASTM E110 — 2014Standard Test          测硬度计性能的过程。

            Methodf or Rockwelland Brinell Hardnesso f             E18 对 洛 氏 硬 度 计 的 性 能 要 求 高 于 GB / T

            Metallic Materialsb y Portable HardnessTesters    230.2 — 2012 , 如: E18 规 定 的 试 验 力 准 确 度 高 于

            ( 以下简称 E110 ) 定义了可以现场使用的便携式洛                      GB / T230.2 — 2012 ; E18 规定的最大允许示值误差
            氏硬度计和便携式布氏硬度计。这些硬度计采用了                             低于 GB / T230.2 — 2012 。可以大致认为, 硬度计如


            ASTM E18 — 2020 Standard Test Methods f or         果符合 E18 , 通常也符合 GB / T230.2 — 2012 , 反之

            RockwellHardnesso f MetallicMaterials ( 以下简        则不成立。

            称 E18 )或 ASTM E10 — 2018 Standard Test            1.2  布氏硬度测试标准

            Method f or Brinell Hardness o f       Metallic        美国标准 E10 和中国标准 GB / T231.1 — 2018
            Materials ( 以下简称 E10 ) 规定的标准硬度 测试方                 《 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分: 试验方法》 规


            法, 以及标准的试验力和压头, 大部分仪器可以通过                          定了布氏硬度测试方法           [ 4 ] , 具体规定了测试原理、 试
            E18 或 E10 规定的间接检验, 其示值误差和示值重                       验力、 球压头、 压痕测量装置等内容。
            复性满足 E18 或 E10 的要求。这些硬度计便于携                            E10 的附录 A1 和 GB / T231.2 — 2012 《 金属材


            带, 可以安装或夹在工件上, 可以在现场准确检测工                          料 布氏硬度试验 第 2 部分: 硬度计的检验与校准》


            件硬度。                                               规定了布氏硬度计的检验与校准方法, 包括直接检

                 中国冶金行业标准 YB / T4285 — 2012 《 采用便              验、 间接检验和日常检验。


            携式硬度计测试金属压痕硬度的试验方法》 修改采                                E10 和 GB / T231.2 — 2012 对硬度计的性能要
            用了 E110 。                                          求相近, 可以大致认为: 硬度计如果符合 E10 , 就符

                 便携式硬度计的标准体系已初步建立, 包括国                         合 GB / T231.2 — 2012 , 反之亦然。
            家标准、 行业标准和国家计量检定规程( 或 校准规
                                                              2  便携式硬度计标准 E110
                [ 2 ]
            范) 。笔者结合标准 E110 , 详细分析了各类便携
            式硬度计的技术来源、 原理、 结构、 特点、 主要性能、                      2.1  范围
            最新技术及其与标准的符合程度。                                        美国标准 E110 定义了采用标准试验方法的便
                                                               携式硬度计, 其中包括便携式洛氏硬度计和便携式
            1  硬度测试标准
                                                               布氏硬度计, 不包括便携式维氏硬度计, 也不包括动
                 李自武等    [ 3 ] 分析了 E18 , E10 与相应中国标准           态加力的里氏、 超声及锤击式布氏硬度计。
            的不同点, 并将 E10 与中国相应的标准进行了对比                        2.2  原理与特点
            分析。                                                    ( 1 )便携式硬度计的测试原理、 试验力、 压头符

            1.1  洛氏硬度测试标准                                      合 E18 或 E10 的规定。

                 美国标准 E18 和中国标准 GB / T230.1 — 2018                 ( 2 )便携式硬度计的试验力和压痕深度测量装


            《 金属材料 洛氏硬度试验 第 1 部分: 试验方法》 规                      置的准确度不能满足 E18 或 E10 的公差要求。

            定了洛氏硬度测试方法, 具体规定了测试原理、 试验                              ( 3 )部分便携式布氏硬度计不能保持试验力,
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