本实用新型专利技术公开了一种里氏硬度测量装置，涉及硬度测量技术领域。本实用新型专利技术有一里氏硬度标准块，将里氏硬度标准块的下端面耦合到待测钢板的上表面中心，里氏硬度标准块的上表面中心放置有8kg压块，待测钢板的下表面中心安装有里氏硬度计；将待测钢板的两端放置在一支架上，待测钢板的中部下方悬空。优点：检测结果与试样维氏硬度换算的里氏硬度值较为接近，且不同厚度试样检测结果无明显系统性偏差。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及硬度测量
，具体是一种硬度测量装置。
技术介绍
硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的，这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。里氏硬度值测量前，应对钢材表面进行打磨处理，可用钢锉或角磨机等设备打磨构件表面，除去表面锈斑、油漆，再分别用粗、细砂纸打磨构件表面，直至露出金属光泽。打磨区域不应小于30×60mm2。打磨后用粗糙度测量仪测量打磨面的粗糙度值，测量不应少于5次，取其平均值，每次读数精确至0.01μm，测试表面粗糙度应小于1.6μm。1)硬度测定前，应用里氏硬度计所带标准块对仪器进行校准，安装调整好仪器，在标准块测定硬度，当相邻两点读数小于12HL时，方可开始测定。2)硬度测试时，应按以下程序进行：a)向下推动加载套或用其他方式锁住冲击体；b)将冲击装置支撑环紧压在试样表面上，冲击方向应与测试面垂直；c)平稳地按动冲击装置释放钮；d)读取硬度示值。测点在测区范围内均匀分布，任意两压痕中心之间距离应大于3～4mm，任一压痕中心距试样边缘距离不小于5mm。同一测点只能测试一次。每一测区应测试9个值，每一测点的里氏硬度值精确至1。数据分散不应超过平均值的±15HL。文献1中为了让实验结果更贴近现场检测结果，考虑到在钢结构现场进行无损检测时，“钢结构及其构件厚度一般都超过5mm，重量一般都超过2kg，所以未对试样进行耦合”。参照文献1进行了检测，具体实验方法为：把样品机加工成2cm×300cm的试样，将试样表面用磨床磨平，表面粗糙度Ra不大于1.0μm，把试样夹持在台虎钳上用EQUOTIP3便携里氏硬度仪进行检测。每个试样测试9个值，剔除2个最大值和2个最小值，取余下的5个检测结果的平均值。检测用样品是用备样加工的，共152件试样。里氏硬度实验结果与屈服强度对应关系的散点图如图1所示，里氏硬度实验结果与抗拉强度对应关系的散点图如图2所示。按照最小二乘法原理，利用SPSS软件对检测结果分别进行线性回归、乘幂回归、指数回归和二次方回归，回归结果见表1和表2。表1模型汇总和参数估计值因变量:屈服强度Mpa自变量为里氏硬度HLD夹持。表2模型汇总和参数估计值因变量:抗拉强度Ma自变量为里氏硬度HLD夹持。从表1和2中可以看出，里氏硬度检测结果与强度的相关性较低，这与文献1的检测的结论相差较大。EQUOTIP3便携里氏硬度仪说明书指出：“洛氏单位的转换误差一般不超过±2HR，HB和HV单位的转换误差一般不超过±10％”。我们将各样品的检测值与其维氏硬度检测结果换算的里氏硬度值进行了比较，只有5个样品检测结果的相对偏差大于10％，与说明书所指出的基本一致，但我们发现不同厚度试样的里氏硬度检测值与换算值之间出现了系统性的偏差(见表3和图3)，总体上厚度越小，检测值越高。在检测过程中我们就发现，夹持力的大小对检测结果有较大的影响，夹持力越小，检测值越低、数据的离散性越大，实验中很难把握一个合适的夹持程度，为了使得各试样的夹持力一致，我们在夹持过程中以实验台的一个脚稍微抬起作为衡量夹持程度的依据。然而各个试样的厚度是不一样的，同样的夹持力对薄试样的来说相对较大，对厚试样来说相对较小，这可能是造成系统性偏差的原因。表3板厚与换算偏差我们将检测数据按照图中的曲线进行修正，重新进行了拟合。修正后的里氏硬度与抗拉强度关系的散点图如图4所示，修正后的里氏硬度与屈服强度关系的散点图如图5所示。按照最小二乘法原理，利用SPSS软件对检测结果分别进行线性回归、乘幂回归、指数回归和二次方回归，回归结果见表3和表4。表3模型汇总和参数估计值因变量:屈服强度Mpa自变量为里氏硬度HLD修正。表4模型汇总和参数估计值因变量:抗拉强度Ma自变量为里氏硬度HLD修正。从表3和表4中可以看出，修正后的检测数据与强度的相关性有了较大的提高，但与现有文献的检测结果仍相差较大。文献2也进行了同样的实验，我们将文献2中用GetDataGraphDigitizer软件提取数据后重新用SPSS进行回归分析见图6，回归拟合优度最好的是二次方回归模型，拟合优度为0.330，回归分析结果与文献1的回归分析结果相差也较大。从文献2中可以看到，文献2的试验样品来自于四家钢厂，四家钢厂的实验数据分别单独进行回归分析可以得到较好的四条回归曲线，但四条回归曲线相差很大。设想如果文献2的实验样品来自另外四家钢厂或者样品数量分配上做些改变，很可能会得出另外一条截然不同的回归曲线。我们的样品是从全省12个城市的钢结构生产企业收集的，很可能来自于十几家甚至几十家钢铁企业。各样品的化学成分和晶粒度级别相差较大，说明各钢材生产厂家的生产工艺和工艺水平相差很大，这可能就是回归分析中拟合优度较低的原因。这也与文献2的研究结果是一致：对于相同的里氏硬度值，不同钢厂所得钢材的抗拉强度值是不同的，对于生产规模大、轧制工艺好的大型钢铁企业，在相同的里氏硬度下，其对应的抗拉强度值明显偏高。实验中发现采用夹持的方式进行检测，得到的检测数据会受到试样厚度、宽度和夹持力大小的影响，由于实验的样品宽度不同，夹持力大小不同，造成了检测结果出现了较大的差异。我们还注意到试样厚度、宽度和夹持力大小给实验结果带来的影响并不是完全的线性关系，很难给出统一的修正方法，这样检测得到硬度检测数据与真实值相差本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种里氏硬度测量装置，包括里氏硬度标准块(2)，将里氏硬度标准块的下端面耦合到待测钢板(3)的上表面中心，里氏硬度标准块(2)的上表面中心放置有8kg压块(1)；待测钢板(3)的下表面中心安装有里氏硬度计(5)；将待测钢板的两端放置在一支架(4)上，待测钢板(3)的中部下方悬空。
【技术特征摘要】
1.一种里氏硬度测量装置，包括里氏硬度标准块(2)，将里氏硬度标准块
的下端面耦合到待测钢板(3)的上表面中心，里氏硬度标准块(2)的上表面中
心放置有8kg压块(1)；待测钢板(3)的下表面中...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，张树勋，丁北斗，王永，王宁，冯照平，闫修安，
申请(专利权)人：徐州市产品质量监督检验中心，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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