影响测试精度的几个问题

由于里氏硬度计是在动态力作用下测定金属硬度的，所以影响测试结果准确性的因素比较多，故应对这些应素加以一定的限制，主要包括：试验条件、试验对象、操作技术和数据处理等几个关键环节，下面将就一些具体问题探讨一下：

试件曲率对精度的影响：

在现场工作中，经常遇到曲面的试件，各种曲面对硬度测试结果的影响不同，在正确操作的情况下，冲击体落在试件表面瞬间的位置与平面试件相同。故通用支承环即可。但当曲面率小到一定尺寸时，由于平面条件的变形的弹性状态相差显著，会使冲头回弹速度偏低，从而使里氏硬度示值偏低。

冲头在落于试件曲面时与落于平面上有如下偏差：

对于凸球面试件，可根据下列式中计算出冲头在冲击瞬间比平面条件提前冲击的距离偏差。

式中    h-------距离偏差

        r---------试件曲率半径

        c---------支撑环内端口直径

对于凹曲面试件，亦可根据上式计算出距离偏差，但C改为：支撑环外径

对于随机配置的大支撑环（内、外径分别为8mm，19.5mm）小支撑环（内外径分别为8mm、13.5mm），一般要求距离偏差不大于0.5mm，此要求也适用于焊缝余高等硬度引起的距离偏差。

数据换算产生的误差

里氏硬度换算为其他硬度时的误差包括两个方面，一方面是里氏硬度本身测量误差，着涉及到按同一方法重复进行试验时的分散和对于多台同型号里氏硬度计的误差。另一方面是比较不同硬度试验方法所测硬度产生的误差，这是由于各种硬度试验方法之间不存在明确的物理关系，并受到相互比较中测量不可靠性影响的原因。

本仪器的硬度换算是自动完成的，故可用布氏、洛氏、维氏硬度标准块直接确定硬度仪的换算误差。

特殊材料引起的误差

① 存贮在硬度仪中的换算表对下列钢种可能产生偏差；

高合金钢

A． 所有奥氏体钢

B．在高速钢中，耐热工具钢和莱氏体铬钢（工具钢类）硬制材料（莱氏体碳化物、例如M7C3和M6C）会引起弹性模量增加，从而使L值偏低。这类钢应在横截面上进行测试。

C.局部冷却硬化，例如由于切削或不适当的试样制备也会引起L值偏高。

磁性钢

在检验磁性材料硬度时，由于磁场影响，会使L值偏低如磁场较强，建议不用此种测试方法。

表面硬化钢

表面产生硬化的材料，尤其是经表面处理的钢，由于基体软。会使L值偏低，当硬化层大于0.8mm时（C冲击装置为1.2mm）,则不影响L值。

②对于特殊材料可以用以下方法，自己建立对此关系。

A、试验面必须仔细制备

B、如不进行耦合，选择的试样尺寸尽可能大

C、试样硬度在硬度仪换算范围内

D、用相应测量范围的硬度块检查静态硬度计准确性。

E、在试样上用静态硬度计测三个点并在压痕周围用里氏硬度仪测出五个值，取其平均值。如下图比较两种方法测出的硬度值即可得出误差范围。也可用一组不同硬度试样用上述方法绘出换算曲线。

例如：3个布氏硬度压痕

      3×5个里氏测量值

齿轮检测中的误差

一般情况下，时代里的里氏硬度仪对于模数大于7的齿轮面的检测是可以保证精确度的，但齿轮模数小于7时，由于齿面较小，测试误差相对较大，对此用户可根据情况设计相应的工装，将有助于减小误差。

材料弹性、塑性的影响

里氏值除与硬度、强度相关外，更与弹性模量有关，硬度值是材料硬度和塑性的特征参数，因为两者的成分必然是共同测定的。

在弹性部分，首先明显受E模量影响，在这方面当材料的静态硬度相同，而E值大小不同时，E值低的材料，L值较大。

根据材料的弹性模量、合金类型及 热处理状态可以对各种材料分类。

热轧方向造成的误差

当被测工件系热轧工艺成形时，如果测试方向一致，会因弹性模量“E”偏大而造成测试值偏低，故测试方向应垂直于热轧方向。例如：测圆柱件截面硬度时，应在径向测试为好（一般圆柱件热轧方向为轴向）。

其他因素的影响

① 对管件测试时需注意以下几点：

A．管件注意稳固支撑

B．测试点应靠近支撑点且与支撑力平行

C．管壁较薄时在管内放入适当芯子

② 在热处理过程，有时会造成金属材质发生改变（如20Ge钢经渗碳——卒或后有合金结构钢变成低合金工具钢），在此情况下，就注意选择适当的金属材料选择键。

③工件本身的硬度离散也造成试值重复性误差，应根据经验分析硬度分布，合理解释试值误差。

④操作方法、试样制备、探头配置如不正确、也会造成误差，解决方法请见前几章所述。

8、故障分析与维修