[發(fā)明專利]硬度的測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010922842.8
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111999193A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉課秀;馬括;封小亮;王戀;盧忠銘;洪文健;李露水;劉昭杰;謝小武
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院
• 主分類號: G01N3/48
• 分類號: G01N3/48
• 代理公司: 廣州廣典知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44365
• 代理人: 萬志香;庹玖玲

本發(fā)明涉及一種硬度的測試方法。包括以下步驟：(1)用具有動能E的沖擊體沖擊待測試樣的表面，沖擊體的沖擊方向與試樣表面垂直，在待測試樣的表面留下沖擊壓痕；(2)測定步驟(1)所述沖擊壓痕的尺寸，計(jì)算沖擊壓痕的表面積S。(3)計(jì)算待測試樣的硬度值H，計(jì)算公式為本發(fā)明方法提高了測試方法的可操作性、適用性和測試效率，高效、重復(fù)性好，可以適用于大型薄壁試樣的硬度測定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別是涉及一種硬度的測試方法。

背景技術(shù)

根據(jù)JJG 1011-2006標(biāo)準(zhǔn)，硬度是指“材料抵抗彈性變形、塑性變形、劃痕等一種或多種作用的能力”。硬度是衡量金屬材料力學(xué)性能的一個重要指標(biāo)，同時(shí)，硬度與強(qiáng)度有一定的對應(yīng)關(guān)系，與強(qiáng)度試驗(yàn)相比，硬度試驗(yàn)成本低、效率高、破壞性可以更小。

金屬材料常用的硬度包括布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、里氏硬度、肖氏硬度等。比較常用的是靜態(tài)法加載硬度試驗(yàn)，即洛氏硬度、布氏硬度、維氏硬度，其值表示材料表面抵抗堅(jiān)硬物體壓入的能力。洛氏硬度、布氏硬度、維氏硬度檢測為靜負(fù)荷加載，其試驗(yàn)設(shè)備一般為臺式，設(shè)備重量較大，一般用于小型試樣的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。為能直接檢測無法截取試樣的現(xiàn)場大型工件硬度，布氏硬度計(jì)和洛氏硬度計(jì)也有一些改進(jìn)的便攜式設(shè)備，但使用方面始終存在工件固定困難，試驗(yàn)力難于穩(wěn)定加載，檢測過程復(fù)雜，也不適用于一些薄壁工件的硬度檢測。里氏硬度、肖氏硬度則屬于動態(tài)法加載硬度試驗(yàn)，其值代表金屬彈性變形功的大小。里氏硬度計(jì)和肖氏硬度計(jì)主要用于無法取樣的大型工件的現(xiàn)場硬度檢測，不需要對工件進(jìn)行截取試樣。但里氏硬度和肖氏硬度檢測對工件的壁厚和重量有較高要求，對于一些無法采取耦合方式消除振動影響的薄壁工件，由于工件檢測時(shí)會產(chǎn)生振動等，影響沖擊裝置回彈速度或高度，直接導(dǎo)致檢測誤差大，重復(fù)性差，具有一定局限性。

實(shí)際工程應(yīng)用中，存在大量薄壁大型工件金屬材料需要進(jìn)行硬度檢測的情況，對于該類薄壁大型工件，目前采用的檢測方法主要為里氏硬度檢測方法，其余檢測方法的可操作性差，應(yīng)用場合有限。里氏硬度在試件未耦合的情況下，僅適用于厚度大于25mm的工件，而大量小于25mm的大型工件無法通過耦合方式進(jìn)行檢測。在對這類壁厚小于25mm的無法耦合的大型工件硬度的檢測仍存在檢不好的問題。

綜上所述，到目前為止針對薄壁大型工件的現(xiàn)場檢測仍缺少準(zhǔn)確、方便的測量方法，人們期望獲得一種可操作性強(qiáng)、重復(fù)性好的薄壁金屬材料現(xiàn)場檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的是提供一種高效、重復(fù)性好的硬度檢測方法，其適用于于薄壁大型工件的現(xiàn)場檢測。

具體技術(shù)方案如下：

一種硬度的測試方法，包括以下步驟：

(1)用具有動能E的沖擊體沖擊待測試樣的表面，沖擊體的沖擊方向與試樣表面垂直，在待測試樣的表面留下沖擊壓痕；

(2)測定步驟(1)所述沖擊壓痕的尺寸，計(jì)算沖擊壓痕的表面積S；

(3)計(jì)算待測試樣的硬度值H，計(jì)算公式為

在其中一些實(shí)施例中，所述沖擊壓頭的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或金剛石。

在其中一些實(shí)施例中，所述硬質(zhì)合金為碳化鎢。

在其中一些實(shí)施例中，所述沖擊體的壓頭形狀為球形或正四棱錐形。

在其中一些實(shí)施例中，所述沖擊體的壓頭形狀為球形，所述沖擊體的壓頭直徑為D，步驟(2)測定沖擊壓痕的直徑d，根據(jù)D和d計(jì)算沖擊壓痕的表面積S，計(jì)算公式為：進(jìn)一步地，其中，d1和d2為沖擊壓痕的任意直徑中任意兩條相互垂直的直徑，數(shù)值1和2僅用于編號(如圖2所示)。

在其中一些實(shí)施例中，所述沖擊體的壓頭形狀為球形，所述相關(guān)系數(shù)k為1～10，所述動能E為1～100J，所述沖擊體的壓頭直徑D為1～10mm。