如何检查金属的硬度:完整的指南


有很长一段时间,我认为正确检查金属硬度的唯一方法是使用合适的洛氏试验机。值得庆幸的是,这些年来,我学会了一些其他的方法和技巧,这些方法和技巧使这一切变得更加可行,而不需要一台2500美元以上的机器。

实际上,尽管准确度和实用性会有所不同,但有几种不同的方法。在本文中,我将介绍一些这些方法,利弊,以及如何成功将它们脱落。如果有您感兴趣的特定方法,请使用目录。

罗克韦尔试验机

这可能是最常见的专业和准确的检测金属硬度的方法。一个圆形的钢球或圆锥形的金刚石尖端被推进金属,并由机器测量凹痕的深度。

本机采用小负荷和大负荷,以确保读数准确。你预先设定好小载荷,零件就会正确地位于穿甲弹和铁砧之间。然后按下按钮或拉动杠杆(取决于机器),测试器将施加主要负载。机器将读取负载之间的距离差,并给出一个准确的读数。

优点:

  • 超级精确,很容易检查工作在+/- 1 HRC或更好,取决于机器和如何你可以支持与砧件
  • 通常它们是机械车间的固定装置,所以你不会失去它(至少我希望不会),也不太可能损坏它
  • 通常需要几乎没有表面准备(除非表面真的粗糙,否则从砂铸造)

缺点:

  • 这些机器很贵!虽然不像其他专业系统那么贵
  • 大型或非平坦的部件可以真正努力(如果不是不可能的)来检查
  • 它留下了一个尖锐的小凹痕
  • 不能准确测量薄零件
  • 零件需要有一个好的,平整的表面之间的铁砧和钻石点。或者,圆形的部分可以安装在一个v型块,但无论哪种方式,金属需要非常良好的支持

总的来说,这通常是任何想要检查金属硬度的人的黄金标准。一旦你知道如何使用这台机器,就会很快很容易。

它最常用于检查被热处理的钢的硬度。这是过程:

如何使用罗克韦尔检测机

  • 拿出渗透器。通常,柔软的材料如1018温和的钢将使用罗克韦尔B刻度,这使得使用100公斤主要负荷的1/16“圆形钢渗透器。硬化或合金钢将使用罗克韦尔C级,它使用菱形V形穿透器和150公斤的主要负载。通常,商店只会在机器中留下钻石尖端,因为不要太多人关心轻度钢的硬度。
  • 使用合格的测试冰球进行校准检查是良好的做法,以确保设置正在运行,然后检查您需要测量的部件。
  • 将适当的砧座放入测试仪中。使用扁平砧座进行平面零件和V砧座的圆形零件。
  • 加载初始力。这通常是通过用手轮抬高下砧,直到指示器与刻度盘上的标记(通常是一个小红点)对齐。通常你也可以对刻度盘进行微调,使它与0完美对齐。
  • 加载主力。这通常通过古晋按钮或通过翻转杠杆来完成。给它几秒钟来解决并停止移动。
  • 释放主要负荷。该机器将留在压头上的小负荷。硬度测量将显示在表盘上。

一旦完成一次或两次,就会意识到这是一个易于测量的测量,只要您有一个很好的稳定的设置。

洛氏硬度试验的最小厚度

由于Rockwell测试需要在试验片中进行凹痕,因此存在与测试相关的最小厚度。如果材料过于薄,则比试件更多地测量支撑砧座的硬度。

以下是罗克韦尔规模的最小材料厚度的一点图,基于硬度:

最小厚度 洛氏硬度C 罗克韦尔B硬度
0.022“ 69 -
0.024“ 67 94.
0.026” 65 87.
0.028“ 62 80
0.030” 57 71
0.032“ 52. 62
0.034“ 45. 52.
0.036“ 37. 40
0.038” 28. 28.
0.040“ 20. -

那么这是什么意思?如果它应该是60小时,您无法使用Rockwell方法来测试.020“垫片库存的硬度。只要意识到0.040中有最小厚度“并且在范围内,如果您需要,可以查找参考。

Brinell硬度测试

你可能已经听说过这个学校,你可以得到一个滚珠轴承,用锤子打碎它在一张金属与一个已知的硬度,然后正常片金属的问题,比较缩进的直径,计算出金属的硬度结果。

听起来很简单,不是吗?

在现实中,能够成功做到这一点的人已经不多了。说到垂死的品种,我是说我还没见过还活着的。

只有太多的变量用手做这件事。用锤子击中带有完全相同的力的东西,连续两次是一个传说中的传说艺术。

一种更现代的方法是用机器来控制压头。然后操作员使用特殊的显微镜来检查直径。

即使仍然,这种方法的准确性通常具有混合的评论。非常罕见地找到其中一个机器(除了铸造设施之外)只是因为通常有更好的检查硬度方法。

优点:

  • 如果你拥有的只是锤子和一个硬化的钢球,这可以给你一个概念的硬度
  • 这实际上是检查非均质材料的一种不错的方法,比如硬度会变化的铸件。球的直径会在零件表面接触更大的面积,并给出更多的平均硬度

缺点:

  • 超级过时的技术。即使是专业人士而言,它只是真正不一致,并且通常有更好的方法来检查硬度
  • 与罗克韦尔测试人员相比,这是一个较慢的过程
  • 有最小的标本厚度:金属需要是缩进深度的8倍
  • 通常不实用完全硬钢

要公平,有机器将自动在没有操作员显微镜的情况下缩小缩进的尺寸。然而,它们根据压头的测量深度来这样做。这是罗克韦尔使用的过程。为什么不仅仅是使用罗克韦尔机器?

底线是,除非是非均匀材料应用(如铸件),您将没有大部分理由选择此方法。

微硬度测试

这真的很有趣。最常见的显微硬度是维氏硬度和努氏硬度。在现实生活中,我遇到维克斯的次数要多得多。

我会关注维克斯,因为我更熟悉那个。

这一概念几乎是罗克韦尔和布氏测试的混合。一个金字塔形状的压头被推入工件用少量的力(低于2磅),然后压头被测量对角线。

Squarish indent是微不足道的,更容易测量圆形Brinell indent,但它也更小。需要一个很好的显微镜。

优点:

  • 可以准确地测量极薄的工件
  • 可以测量非常柔软和更难的测试件 - 该过程具有优异的范围,并且相同的压紧用于所有测试
  • 由于缩进很小,因此该过程非常不太可能影响该部分

缺点:

  • 测试件的表面需要接地并抛光以准确测量 - 维氏测试的要求比罗克韦尔更严格
  • 这个过程很慢 - 测试本身需要30到60秒,但准备工件可能是乏味的
  • 该系统昂贵,因为除了缩进机之外还需要光学测量系统
  • 这是一个真正在清洁实验室中的测试而不是车间(如罗克韦尔) - 建议甚至抗振动表

即使还是,尽管耗时的耗时,但维克斯方法由于其准确性和多功能性而变得越来越受欢迎。它不太可能在您的普通机器商店中经常看到这些,但它们在专业设施中成为主食,如涡轮机制造和维修商店和医疗设备。

以下是关于Knoop测试的快速注释。原则上,它与维克斯非常相似,以下例外情况:

  • 压缩是菱形的
  • 凹痕的深度是维克斯的一半,所以极其可以检查薄片。示例:铝箔
  • 它特别适用于测量极其坚硬且脆性的材料,如玻璃和陶瓷,因为该试验方法将发生较小的裂缝

好的,那些是实验室的“专业级”测试(虽然罗克韦尔是机器商店最常见的)。现在让我们进入一些非常实惠的,简单的解决方案,通常足够好,并有一些非常值得注意的优势。

硬镜或leeb(反弹测试)

当我第一次看到这件事时,我以为这是有史以来最荒谬的想法。然后我尝试了几次并意识到它真的不是一半的坏了。这意味着成为一个高度便携的硬度检查。

很清楚:这不是一种我真正依赖关键部件的方法。也就是说,它非常简单,只是一个很好的工具来参考。

实际上,以及一个修理商店,在我工作的地方,所有的销售人员都是其中一个测试人员。这样,当他们看待维修工作时,他们可以很快找到它,这件作品很难,这样他们就可以让客户预期正确地摆脱蝙蝠。

好的,所以这个测试有两个变化:旧学校的方式和方便,更现代的口袋(LEEB)版本。要诚实,既不是今天都很受欢迎,但他们很漂亮,很高兴意识到。

老派的方法是一个合适的小机器。一个磁铁会抓住一个钻石头的重物,叫做锤子,一旦锤子从一个固定的位置掉下来,机器就会显示锤子反弹的高度。

材料越难,回弹越高。

总的来说,它并不完全准确,但这是一个积极的方式来获得球场的想法。该机于1907年发明,但它从未像罗克韦尔方法一样起飞(因为明显的原因)。1975年,通过LEEB测试的发明改进了该过程

好吧,你不太可能看到老式的单位仍然在使用今天,但你可能会看到更现代的“袖珍参考”单位,实际上做或多或少的工作。

要诚实地,大多数这些单位实际上是针对混凝土(称为分流仪)这样的其他材料设计的,但金属有几件事,像这个。他们真的不太便宜(我发现的最经济有约400美元,更好的人可以接近1千万美元),但它比罗克韦尔机器掉落2,500美元的价格更便宜,并且更加便携。

我还看到有一个超级简单的机械的人,基本上是具有尺度和磁释放的滚珠轴承的管。不过,它们的价格非常相似。通常超过250美元。对于我使用的那个,我能够在大约+/- 3-5 HRC内获得读数。

文件测试

这是剑匠用来检查他们的热处理是否有效的经典而简单的方法。这个概念本身很简单:

如果切割工具比材料更难,它将切割。如果它更柔软,它就不会。

所以,如果你用锉刀去磨一块金属,如果金属比锉刀软,它就会陷进去;如果金属比锉刀硬,它就会滑过工件。这真的不需要任何技巧或“感觉”来得到正确的-这是非常明显的文件咬。

所以这是一个很好的判断标准,看看钢是否在60 HRC左右。它不会花费你任何你没有的东西,它只是简单的工作。

但是如果你需要检查一些应该是50 HRC的东西呢?人权组织或40吗?大多数人认为你需要一个洛克威尔测试器。这里有一套低于100美元的工具,可以让你的生活非常轻松:

您可以购买将测试不同硬度的文件套件。这些文件以5小时增量热处理,因此您可以从最困难的文件开始,然后向下工作,直到您到达滑板而不是咬贝贝的位置。

我的工具箱中有其中一个,我一直在实际使用它。它不是超级准确,因为您只能检查5小时的增量,但它与预期的完全相同,这是进入球场的好方法。而且,对于记录,我已经检查了一个罗克韦尔机器,我尚未出错。

我在亚马逊上买的。这是链接你可以自己去看看。如果你用淬火钢工作,它在你的工具箱里是非常有用的。它也适用于大型或非棱柱形(怪异的形状)零件,不适合Rockwell机器。

总的来说,您可能会猜到哪些是我的首选测试方法是:罗克韦尔为了快速,移动球场检查的准确测试和文件套件。当然,总会有其他类型的测试将更合适,但随时随地与您提供的两种,您将能够处理大多数上面的工作。

乔纳森玛斯

我一直在过去14年的制造和维修。我的专业是加工。我已经管理了一家机器,为航空航天和医疗原型和合同制造的Multiaxis CNC机器。我还完成了大量的焊接/制造,以及特殊的过程。亚博体育下载现在我经营一家咨询公司来帮助别人解决制造业问题。

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