硬度(dù)是評定(dìng)金屬材料力學性能zui常用(yòng)的指(zhǐ)標之一(yī)。硬度(dù)的(dí)實質(zhì)是(shì)材(cái)料(liào)抵抗(kàng)另一(yī)較硬(yìng)材料壓入(rù)的(dí)能力(lì)。硬度(dù)檢測是(shì)評(píng)價金屬力學(xué)性能(néng)zui迅速，，zui簡單(dān)的一(yī)種試驗(yàn)方(fāng)法(fǎ)。硬(yìng)度(dù)檢(jiǎn)測的主(zhǔ)要目的就是測(cè)定材(cái)料的適用性，或材(cái)料(liào)為(wéi)使用目的所(suǒ)進行的(dí)特(tè)殊(shū)硬化(huà)或(huò)軟化(huà)處(chǔ)理的(dí)效果。對於(yú)被檢(jiǎn)測材(cái)料而(ér)言，硬(yìng)度是(shì)代表(biǎo)著在一(yī)定(dìng)壓(yā)頭和(hé)試驗(yàn)力作(zuò)用下(xià)所(suǒ)反映出(chū)的彈性，塑性(xìng)，強度，韌(rèn)性(xìng)及磨(mó)損抗力(lì)等多種(zhǒng)物(wù)理量的(dí)綜合性能。由於通(tōng)過(guò)硬度(dù)試(shì)驗(yàn)可(kě)以(yǐ)反(fǎn)映(yìng)金(jīn)屬材料(liào)在不(bù)同的(dí)化(huà)學(xué)成(chéng)分，組織結構(gòu)和熱處(chǔ)理工藝條件下性能(néng)的(dí)差異，因此(cǐ)硬(yìng)度(dù)試(shì)驗(yàn)廣(guǎng)泛(fàn)應用(yòng)於(yú)金(jīn)屬(shǔ)性能的檢驗(yàn)，監督熱(rè)處理(lǐ)工(gōng)藝質量和新材料的研製(zhì)。金(jīn)屬(shǔ)硬度(dù)檢(jiǎn)測(cè)主要有(yǒu)兩類(lèi)試驗方法。一類是(shì)靜態試驗(yàn)方(fāng)法，這類(lèi)方法試驗力的施加是緩(huǎn)慢而無(wú)衝擊的(dí)。硬度的測定主要決(jué)定於壓痕的深度，壓(yā)痕(hén)投(tóu)影麵(miàn)積(jī)或壓痕凹印(yìn)麵(miàn)積的(dí)大(dà)小(xiǎo)。靜(jìng)態(tài)試驗(yàn)方(fāng)法包(bāo)括(kuò)布氏，洛(luò)氏(shì)，維氏(shì)，努(nǔ)氏(shì)，韋氏，巴氏等(děng)。其中布，洛，維三種試(shì)驗方(fāng)法是應用zui廣(guǎng)的(dí)，它們(mén)是(shì)金屬(shǔ)硬度檢(jiǎn)測(cè)的主(zhǔ)要(yào)試驗方(fāng)法。這(zhè)裏(lǐ)的(dí)洛(luò)氏(shì)硬度(dù)試(shì)驗又(yòu)是(shì)應用zui多的，它被廣泛用於產品的(dí)檢驗，據(jù)統(tǒng)計，目前(qián)應用中的(dí)硬(yìng)度計70%是(shì)洛氏硬度計。另(lìng)一類(lèi)試驗方法是(shì)動態試驗法，這(zhè)類方法試驗力的(dí)施加是動態的(dí)和衝擊(jī)性的。這裏(lǐ)包(bāo)括(kuò)肖(xiāo)氏(shì)和裏氏(shì)硬(yìng)度試(shì)驗(yàn)法。動態(tài)試(shì)驗(yàn)法主要用於(yú)大(dà)型(xíng)的，不可(kě)移(yí)動工件的硬度(dù)檢測。
金屬(shǔ)材(cái)料的(dí)硬(yìng)度(dù)檢測方(fāng)法(fǎ)
裏(lǐ)氏硬(yìng)度測(cè)試(shì)技術(shù)是上繼布，洛(luò)，維(wéi)，肖(xiāo)氏硬(yìng)度(dù)之後(hòu)新發(fā)展(zhǎn)的一(yī)種技(jì)術，依(yī)據裏氏硬度理(lǐ)論(lùn)製造的
裏氏硬度儀(yí)改變了(liǎo)傳(chuán)統的硬(yìng)度(dù)測(cè)試方法(fǎ)。由於硬度傳感器小(xiǎo)如(rú)一(yī)隻筆(bǐ)，可以(yǐ)手(shǒu)握傳感(gǎn)器在(zài)生產(chǎn)現場直接
對工件進行各(gè)種方向(xiàng)的硬度檢(jiǎn)測，因(yīn)此是其(qí)它台式硬(yìng)度(dù)儀所難以(yǐ)勝任的。自裏(lǐ)氏硬(yìng)度(dù)儀誕(dàn)生以來(lái)，在
上(shàng)的(dí)普及程度越來越廣(guǎng)。在(zài)中國(guó)，裏(lǐ)氏(shì)硬度(dù)技術(shù)已有初(chū)步發展，為了推(tuī)廣這一(yī)先(xiān)進技(jì)術(shù)，參照
標準，機械(xiè)工(gōng)業(yè)部已(yǐ)頒布了"裏(lǐ)氏硬(yìng)度(dù)儀技術(shù)條件(jiàn)ZBN7l 010-90"，國(guó)家*已頒(bān)布"金屬
裏(lǐ)氏硬(yìng)度試(shì)驗(yàn)方法 GB/T 17394-1998"。
一(yī)，什麼是裏氏(shì)硬度(dù)
裏氏硬度的概念(niàn)是(shì)由美(měi)國Dr.Dietmar Leeb提出來的，它(tā)是一種動態(tài)硬(yìng)度試(shì)驗法(fǎ)。硬(yìng)度傳(chuán)感器(qì)的衝(chōng)擊體(tǐ)
在(zài)與(yǔ)被測工(gōng)件(jiàn)衝(chōng)擊(jī)過(guò)程中，距(jù)工(gōng)件表麵1mm時的反彈速度(dù)與衝擊速(sù)度的(dí)比值(zhí)乘以(yǐ)1000，定(dìng)義為裏(lǐ)氏硬度
值，以(yǐ)HL表示裏氏硬度(dù)計算(suàn)公(gōng)式(shì)如下：
HL=Vb/Va×1000
Vb:表(biǎo)示反彈(dàn)速度(dù)
Va:表示衝擊速度
二，裏氏硬度計的特點(diǎn)
1，肖氏及裏氏硬(yìng)度均屬動(dòng)載測(cè)試(shì)法，但(dàn)肖氏考察(chá)的(dí)是(shì)衝(chōng)擊體反(fǎn)彈的垂直高度，因此決定了(liǎo)肖氏硬(yìng)度(dù)儀
要(yào)垂直向(xiàng)下(xià)使用(yòng)，這(zhè)勢必在實(shí)際使用中造(zào)成(chéng)很大的局限性；而(ér)裏(lǐ)氏就不同了(liǎo)，裏氏考(kǎo)察的(dí)是衝擊體(tǐ)反(fǎn)彈
與(yǔ)衝擊(jī)的(dí)速(sù)度，通過(guò)速(sù)度修(xiū)正(zhèng)，可在任(rèn)意方向上使用(yòng)，極(jí)大(dà)地方(fāng)便了使用(yòng)者。
2，通常(cháng)使用的(dí)布，洛，維(wéi)氏硬度(dù)計．由於體(tǐ)積龐(páng)大，不便於在(zài)現(xiàn)場(cháng)使(shǐ)用，特(tè)別(bié)是(shì)需測(cè)試(shì)大，重(zhòng)型工(gōng)件
時。由於硬度計工作台無(wú)法容(róng)納(nà)，所以根(gēn)本(běn)無法(fǎ)檢測(cè)。而(ér)裏(lǐ)氏硬(yìng)度(dù)儀無需工作台(tái)，其硬度傳感器小如(rú)
一隻筆(bǐ)，可用手(shǒu)直(zhí)接(jiē)操作，無論(lùn)是大(dà)，重(zhòng)型工件(jiàn)還是幾何(hé)尺寸復雜(zá)的工件都能容(róng)易(yì)地檢測。
三(sān)，裏(lǐ)氏(shì)硬(yìng)度(dù)的相關(guān)因(yīn)素
裏氏(shì)硬(yìng)度(dù)試驗(yàn)法既然是動載測試(shì)法，那麼(mó)裏氏硬(yìng)度值必然與金(jīn)屬材(cái)料的彈性模量(liáng)E有關．而材料(liào)的不(bù)同
所(suǒ)對應(yīng)的(dí)彈性(xìng)模量也(yě)不同所以(yǐ)裏(lǐ)氏硬度儀是按材料種類(lèi)進行分(fēn)類測(cè)試(shì)的。
四，裏(lǐ)氏(shì)硬度(dù)與其(qí)它(tā)硬度的轉換
裏氏(shì)硬度(dù)值(zhí)與其它硬度(dù)值(HRC，HRB，HB，HV，HSD)之間有對應關係．因此(cǐ)可將(jiāng)裏氏值(zhí)(HL)轉換成其(qí)它(tā)
硬(yìng)度值(zhí)．裏(lǐ)氏硬度儀可(kě)通(tōng)過機內微電(diàn)腦進行(háng)自動轉換(huàn)。
五，裏氏(shì)硬度與其它硬度的(dí)分類對(duì)比及(jí)檢(jiǎn)測要求
從(cóng)微觀形變上分類，布，洛，維氏(shì)硬(yìng)度考察的(dí)是(shì)材料的塑性形(xíng)變，表現為壓(yā)痕的大(dà)小(xiǎo)或深度(dù)；裏(lǐ)，肖(xiāo)氏
硬度考(kǎo)察的是材(cái)料的彈(dàn)性(xìng)形(xíng)變(biàn)，表(biǎo)現為(wéi)反彈速(sù)度(dù)的大(dà)小或(huò)高(gāo)度。
六，裏氏硬(yìng)度儀對測(cè)量(liáng)的(dí)要求(qiú)
1， 試樣(yàng)表麵的(dí)要求(qiú)
測(cè)試麵(miàn)應有金(jīn)屬(shǔ)光澤，不應有氧(yǎng)化(huà)皮(pí)及(jí)其(qí)它汙物(wù)，表麵(miàn)粗糙度(dù)應符合(hé)如(rú)下(xià)要求：
衝(chōng)擊裝(zhuāng)置類型 試件表(biǎo)麵(miàn)粗(cū)糙(cāo)度(um)
D，DC型 ≤1.6
G型 ≤6.3
C型 ≤0.4
2， 試樣重(zhòng)量要求(qiú)
試樣必(bì)須(xū)有(yǒu)足夠的(dí)質(zhì)量(liáng)及剛(gāng)性以(yǐ)保證(zhèng)在重建(jiàn)過(guò)程中不產生(shēng)位移或(huò)彈(dàn)動(dòng)，質量(liáng)應符(fú)合(hé)如(rú)下(xià)要求：
衝擊裝置類(lèi)型(xíng) 試樣(yàng)質量(Kg)
穩定放(fàng)置(zhì) 固定或(huò)夾(jiā)持 需耦(ǒu)合
D，DC型(xíng) >5 2～5 0.05～2
G型(xíng) >15 5～15 0.5～5
C型 >1.5 0.5～1.5 0.02～0.5
3， 試(shì)樣厚(hòu)度(dù)要求(qiú)試樣應(yīng)有足夠的厚度，zui小(xiǎo)厚(hòu)度應符合如(rú)下(xià)要(yào)求(qiú)：
衝擊裝置(zhì)類型 試樣(yàng)zui小厚(hòu)度(mm)
D，DC型 5
G型(xíng) 10
C型 1
4， 試樣(yàng)具有表麵(miàn)硬化層，其硬化層深(shēn)度應(yīng)符合(hé)如下要(yào)求(qiú)：
衝(chōng)擊裝置類型(xíng) 表麵硬化層深度(dù)
D，DC型 ≥0.8
C型(xíng) ≥0.2
5， 對(duì)於(yú)凹(āo)，凸，圓柱(zhù)麵及球麵試(shì)樣，其(qí)表麵(miàn)曲(qū)率(shuài)半徑(jìng)應符(fú)合如下(xià)要(yào)求：
衝擊裝置類型(xíng) 表(biǎo)麵曲(qū)率半徑(jìng)(mm)
D，DC型(xíng) ≥30
C型(xíng) ≥50
對於表麵為曲麵的(dí)試(shì)樣，應使用適當的支撐(chēng)環，以保證(zhèng)衝(chōng)擊頭(tóu)衝擊(jī)瞬(shùn)間位置偏(piān)差(chà)在0.5mm之內。
6， 試樣(yàng)不(bù)應帶有磁(cí)性。
7， 每個測(cè)量點間(jiān)距(jù)應大於(yú)3～4mm，不可(kě)在(zài)同(tóng)一點上(shàng)重(zhòng)復測試，否則會(huì)引(yǐn)起(qǐ)較大(dà)的(dí)誤差。同時會減(jiǎn)短
傳感(gǎn)器的(dí)使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命。
七(qī)，影(yǐng)響測(cè)試(shì)精(jīng)度(dù)的(dí)幾個(gè)問(wèn)題(tí)
由於裏(lǐ)氏硬(yìng)度儀是在(zài)動(dòng)態力作用下(xià)測(cè)定金(jīn)屬硬(yìng)度(dù)的(dí)，所(suǒ)以影(yǐng)響測試結(jié)果(guǒ)準(zhǔn)確性(xìng)的(dí)因素比較多(duō)，故應(yīng)對
這(zhè)些因(yīn)素(sù)如(rú)以一定的(dí)限製(zhì)，主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括: 試驗條件，試驗(yàn)對(duì)象(xiàng)，操作(zuò)技術(shù)和數據(jù)處(chǔ)理等幾(jī)個關健環(huán)節(jié)，
下(xià)麵將(jiāng)就(jiù)一(yī)些(xiē)具(jù)體問(wèn)題探討一(yī)下：
1， 試件曲率(shuài)對精度(dù)的(dí)影響(xiǎng)，在現場工作中(zhōng)，經(jīng)常遇到(dào)曲麵(miàn)的(dí)試件，各種(zhǒng)曲麵對硬度測(cè)試結(jié)果的(dí)影(yǐng)響
不同(tóng)，在(zài)正(zhèng)確操(cāo)作的(dí)情況(kuàng)下，衝擊體落(là)在試件表(biǎo)麵(miàn)瞬間的(dí)位置與(yǔ)平麵試件(jiàn)相同(tóng)，故通用支撐(chēng)環即可。
但(dàn)當(dāng)曲率小(xiǎo)到(dào)一(yī)定尺(chǐ)寸時，由於平麵條(tiáo)件的變形和彈性(xìng)狀(zhuàng)態相差(chà)顯著，會使衝頭(tóu)回(huí)彈速(sù)度偏(piān)低，
從(cóng)而使裏氏硬度示(shì)值偏低。
2，數據(jù)換(huàn)算(suàn)產(chǎn)生的誤差
裏(lǐ)氏硬度換算為其他硬(yìng)度(dù)時(shí)的(dí)誤差(chà)包括兩個(gè)方麵，一方(fāng)麵(miàn)是裏氏硬度(dù)本身測量(liáng)誤差，裏氏硬度換算為
其他(tā)硬度時的誤差包(bāo)括兩個方麵(miàn)，一方麵(miàn)是裏氏硬度本身測量誤差，這(zhè)涉(shè)及(jí)到按同一(yī)方(fāng)法重復(fù)進行試(shì)驗
時的(dí)分(fēn)散和對於(yú)多台同型號(hào)裏氏硬(yìng)度計(jì)的誤差。另一(yī)方麵是(shì)比(bǐ)較不(bù)同硬度試驗(yàn)方法(fǎ)所測(cè)硬度產(chǎn)生的誤差，
這是由於各種硬(yìng)度(dù)方法(fǎ)之間(jiān)不(bù)存在(zài)明確(què)的物(wù)理(lǐ)關係，並受(shòu)到(dào)相(xiāng)互(hù)比(bǐ)較(jiào)中(zhōng)測(cè)量不(bù)可(kě)靠性(xìng)影響的原(yuán)因(yīn)。
本儀器的(dí)硬度換(huàn)算(suàn)是自動(dòng)完成(chéng)的(dí)，故(gù)可用布氏(shì)，洛氏(shì)，維氏(shì)硬(yìng)度標準(zhǔn)塊直接確(què)定硬度儀的換(huàn)算誤差(chà)。
3，特殊材料引(yǐn)起為誤(wù)差(chà)存(cún)儲(chǔ)在硬(yìng)度儀中的(dí)換(huàn)算(suàn)表對(duì)以(yǐ)下鋼種可能(néng)產生偏(piān)差：
高合(hé)金(jīn)鋼
◆所有奧(ào)氏(shì)體(tǐ)鋼
◆在高(gāo)速(sù)鋼(gāng)中(zhōng)，耐熱工(gōng)具鋼和萊氏體(tǐ)鉻鋼(工具鋼(gāng)類)硬(yìng)質材(cái)料(萊(lái)氏體碳(tàn)化物，例(lì)如M7C3和M6C會(huì)引(yǐn)起
彈性模(mó)量增(zēng)加，從(cóng)而(ér)使(shǐ)HL值偏(piān)低(dī)。這(zhè)類鋼應(yīng)在橫截麵上(shàng)進行(háng)測試(shì)。
◆局部冷(lěng)卻硬化(huà)，例(lì)如(rú)由於切割(gē)或不適當(dāng)的(dí)試(shì)樣製(zhì)備(bèi)也會(huì)引(yǐn)起HL值偏高(gāo)。
磁性鋼
◆在檢驗磁性(xìng)材料(liào)硬度時(shí)，由於磁(cí)場影響，會(huì)使(shǐ)HL值偏低(dī)，如磁(cí)場較(jiào)強，建議(yì)不用此種測試(shì)方法(fǎ)。
表(biǎo)麵硬化鋼
◆表(biǎo)麵產生硬化的(dí)材料，尤其(qí)是(shì)經表麵處(chǔ)理的(dí)鋼，由(yóu)於基體軟，會(huì)使HL值(zhí)偏低，當(dāng)硬化(huà)層大於(yú)0.8mm時
(C型(xíng)衝(chōng)擊裝置為(wéi)0.2mm)，則不(bù)影(yǐng)響(xiǎng)HL值(zhí)。對(duì)於特殊材(cái)料(liào)可(kě)用以下方(fāng)法(fǎ)，自己(jǐ)建立對比(bǐ)關係。
◆試(shì)驗(yàn)麵必(bì)須仔細製備
◆如不進行耦合(hé)，選(xuǎn)擇(zé)的試樣(yàng)足(zú)寸盡可(kě)能(néng)大(dà)
◆試樣硬度在硬(yìng)度儀換(huàn)算範圍(wéi)內
◆用相(xiāng)應(yīng)測(cè)量(liáng)範(fàn)圍的(dí)硬度塊檢查(chá)靜態硬度計(jì)準確性。
◆在試樣上(shàng)用靜態硬度計測三個點(diǎn)，並在壓(yā)痕周圍用裏(lǐ)氏(shì)變度儀測五(wǔ)個值，取其平均值。比較兩種(zhǒng)方法
測出(chū)的硬度(dù)值即可(kě)得(dé)出誤(wù)差(chà)範(fàn)圍。也可用一(yī)組不同硬(yìng)度試樣用上述(shù)方(fāng)法繪出換算(suàn)曲(qū)綫(xiàn)。
4，齒(chǐ)輪(lún)檢測的(dí)誤差(chà)
一般(bān)情況(kuàng)下，裏(lǐ)氏硬(yìng)度(dù)儀對(duì)於模(mó)數大於7的(dí)齒(chǐ)輪(lún)齒(chǐ)麵的(dí)檢(jiǎn)測(cè)是可以保(bǎo)證度(dù)的，但(dàn)齒(chǐ)輪模數小於(yú)7時，
由於齒麵較小(xiǎo)；測試誤(wù)差相對(duì)較(jiào)大(dà)，對此，用戶(hù)可根(gēn)據情(qíng)況設計相應(yīng)的(dí)工(gōng)裝(zhuāng)，將(jiāng)有(yǒu)利(lì)於減小誤差(chà)。
5，材(cái)料彈(dàn)性，塑性(xìng)的影(yǐng)響
裏(lǐ)氏(shì)值除(chú)與(yǔ)硬度，強度(dù)相關(guān)外，更與彈性模量(liáng)有(yǒu)關，硬度(dù)值是材(cái)料(liào)硬度(dù)和塑性的特征(zhēng)參(cān)數，因(yīn)為兩者(zhě)
的(dí)成(chéng)分(fēn)必然是共同測定的(dí)。
在彈性(xìng)部分(fēn)，首(shǒu)先明(míng)顯受E模量影響，在(zài)這方(fāng)麵當(dāng)材料的靜態(tài)硬度相同(tóng)，而E值(zhí)大小(xiǎo)不(bù)同時(shí)。E值低(dī)的
材料，HL值(zhí)較(jiào)大。根據材料的(dí)彈(dàn)性模(mó)量。合(hé)金(jīn)類(lèi)型(xíng)及熱(rè)處(chǔ)理(lǐ)狀態可(kě)以(yǐ)對各種(zhǒng)材料分(fēn)類(lèi)。
6，熱軋(yà)方向造成構誤(wù)差(chà)
當被測(cè)工件(jiàn)係熱(rè)軋工藝成型時(shí)，如(rú)果測試(shì)方向(xiàng)與(yǔ)軋製(zhì)方(fāng)向(xiàng)一(yī)致，會(huì)因彈性(xìng)模(mó)量(liáng)"E"偏(piān)大而(ér)造(zào)成測(cè)試(shì)值偏
低(dī)，故測試方(fāng)向應垂直於(yú)熱軋(yà)方向。
例如：測圓柱(zhù)件(jiàn)截麵(miàn)硬(yìng)度(dù)時，應在徑向測試(shì)為(wéi)好(hǎo)(一般圓柱件(jiàn)熱(rè)軋方向為(wéi)軸向)。
7，其它(tā)因(yīn)素的影響
對管(guǎn)件測試時需(xū)注(zhù)意以下(xià)幾點：
◆管(guǎn)件注(zhù)意穩固(gù)支撐
◆測(cè)試(shì)點(diǎn)應(yīng)靠(kào)近支(zhī)撐(chēng)點且與支(zhī)撐力平(píng)行
◆管壁較薄時(shí)在管內(nèi)放(fàng)入(rù)適當芯子(zǐ)
在熱(rè)處理(lǐ)過(guò)程(chéng)中，有(yǒu)時會造成(chéng)金屬材(cái)質發(fā)生改(gǎi)變(biàn)（如20Cr鋼(gāng)經滲碳-淬(cuì)火(huǒ)後由合(hé)金結(jié)構(gòu)鋼變成低(dī)合金(jīn)
工(gōng)具(jù)鋼），在此情況下(xià)，應注意(yì)選(xuǎn)擇適(shì)當的(dí)金屬材(cái)料。
工(gōng)件本(běn)身的硬度離散(sàn)性(xìng)也(yě)造成(chéng)試(shì)值誤(wù)差，應根(gēn)據經(jīng)驗分(fēn)析硬度分(fēn)布，合理解(jiě)釋試(shì)值誤差。操作方法，
試(shì)樣製備，探頭(tóu)配置(zhì)如不(bù)正(zhèng)確，也會(huì)造成誤(wù)差(chà)。
