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【摘要】随着科技的发展，计量测试仪器跟着更新换代。里氏硬度计作为一种新型的测试硬度的工具，给人们提供的极大的简便。在本文里，我们先了解具体里氏硬度计的组成，结构特点，操作方法，然后探讨在里氏硬度计的使用过程中根据《里氏硬度计》的规程进行检定，并根据冲击头的材料对检定过程分别讨论，分析里氏硬度计规程的不合时宜性，保证测量的准确。
【关键词】里氏硬度计；检定过程；冲击头；里氏硬度计
1.里氏硬度计概述
（1）里氏硬度计是一种新型的测试器材，其原理是随着单片技术的发展提出的一种全新的测试硬度的方法。硬度计是由冲击装置和显示装置两部分组成，它的基本原理是具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度，利用电磁原理，感应与速度成正比的电压。现今硬度计主要用于测定金属材料的硬度，适用于不易拆卸的大型部件以及大型工件的硬度检验。里氏硬度实验法其实是根据1mm出的冲击速度和反弹速度的比值。
计算公式：HL=1000*（Vb/Va）
（2）里氏硬度计操作步骤：首先将被检测物体应平放于地面，必须保证绝对平稳，不得有任何晃动，被检测位置不得有悬空状态，必要时需加支撑块；然后打开硬度计→物体的材料设置→硬度值设置（HRC＼HRB＼HB）→硬度检测方向设置→开始硬度检测；其次将冲击装置压紧在被测表面并向下按一下，1s后再按硬度计上面凸出的小圆柱，硬度值就会自动显示出来，在这过程中操作人员必须将冲击装置放稳，方向也应与被测面保持垂直状态；在此每个检测部位应至少测试3个点，两测试点之间距离应≥3mm，测试完后取平均值做为该部位硬度，并记录，然后进入下一个部位检测；最后测试结果与物体的要求进行比较，达到要求为合格，转入下一道工序；不合格则转入隔离区，记录检测结果；
1.3里氏硬度计的优点：首先里氏硬度计体积小，重量轻，而且硬度传感器较小，可以直接手持操作，不需要工作台，对于大型工件，结构复杂的工件，都能使用里氏硬度计来测算其硬度。其次里氏硬度计利用冲集体发出冲击波，然后根据反弹速度与冲击速度来判定工件的硬度，而里氏硬度计可以通过对速度的修改，在任意方向上使用，方便了测量者的操作。
2.里氏硬度计检定方法探讨
早在1999年，就推出了JJG747《里氏硬度计》检定规程，规程里包括里氏硬度计的冲击装置，显示装置以及硬度计的示值误差，重复性检定等方面的主要技术，都做了详细的规范。我们经常使用的里氏硬度计根据冲击体的球头的材料不同，可以分为碳化钨球头和金刚石球头两种。然后再根据材质不同的球头给出不同的检定方法。
2.1碳化钨球的直径检定方法探讨
其实在《里氏硬度计》有关于碳化钨球直径检定方法的具体描述：一般要采用立式光学计，在检定时，需要先后在三个或三个以上的位置进行测量，而且要保证测量其准确度高于0.25微米，并且在任意点上的测量值与标称值之差要符合《里氏硬度计》里的要求。另外规程中其实有很多地方容易让人误会的，像规程中规定碳化钨球头半径是3.0mm。检定时所用的标准测量器是立式光学计，但是这点与99年颁布的《光学计》检定规程中关于测量立式光学计的示值范围有相冲突。
如上面所说，选用立式光学计测量碳化钨球头半径时，立式光学计的显示范围是-100～100，所以在这种情况下，我们是无法进行直接测量的，只有通过比较法进行测量，因为这个原因，我们在标准里增加了四等量块。除此之外规程里说的检查时需要在三个或三个以上的位置测量跟在任意位置测量值与其标准值之差的内容描述上容易产生混淆。假如换成在检定时不少于三个位置进行，所得测量值与标准值之差。
2.2金刚石球直径检定方法探讨
在《里氏硬度计》的检定规程里，对于金刚石球的直径检定方法也有比较详细的描述：在测量时，要将冲击体绕着轴线旋转，并且将金刚石顶端球面投影到投影仪上，对投影与专用的曲线面板进行比较，主要看距离金刚石顶端0.2mm的范围内两个轴向截面上的球面直径，并且保证球面直径与标准直径差值符合规程要求。对于金刚石球头的检定方法，规程也是有漏洞的，例如在检定设备中，我们使用了投影仪，并且应用投影仪上的投影与专用曲线板做出比较，但是对于球面半径只有3.0mm，公差要求在-0.1mm～0.1mm之间的球来说，最应该注意的是投影仪的放大倍数的正确性以及专用曲线板所允许的最大误差，因为这两个数对整体检定才更有效。而对于物镜的放大倍数则选用合适的即可，选择回转影响半径的0.5～0.7之间是为最佳。
另外我们还可以使用比规程更精准的方法。例如我们采用万能工具显微镜测出球面横截面圆弧玄长以及对应的高，通过弓高弦长法算出对应的直径，然后计算得到半径。这种方法即简单又准确，我认为更具有参考价值。
3.影响里氏硬度计测量精度的因素
（1）数据换算产生的误差：里氏硬度换算为其它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，这涉及到按方法进行试验时的分散和对于多台同型号里氏硬度计的测量误差。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一间不存在明确的物理关系，并受到相互比较中测量不可靠影响的原因。
（2）齿轮检测中的误差：一般情况下，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。
（3）特殊材料引起的误差存贮在硬度仪中的换算表对下列钢种可能产生偏差：所有奥氏体钢耐热工具钢和莱氏体铬钢硬质材料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局部冷却硬化会引起L值偏高磁性钢由于磁场影响，会使L值偏低。表面硬化钢，基体软，会使L值偏低，当硬化层大于0.8mm时则不影响L值。
（4）热轧方向造成的误差当被测工件系热轧工艺成型时，如果测试方向与轧制方向一致，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：测圆柱截面硬度时，应在径向测试为好。
（5）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。
（6）其它因素的影响测量管件硬度时须注意：管件注意稳固支撑，测试点应靠近支撑点且与支撑力平行，管壁较薄在管内放入适当芯子。
4.总结
由于里氏硬度计在操作和使用上的方便，近年来越来越受到欢迎，但是JJG747-1999《里氏硬度计》检定规程颁布了十来年，一直都未成修订，跟实际情况中的检定有很大偏差，很多规程要求的都需要改动，相信随着计量器的发展，规程改动势在必行。
参考文献
[1]姚晶晶.里氏硬度计检定规程的探讨[J].计量与测试技术，2011，10（39）：75-76.
[2]谭伟新.里氏硬度计基本原理和常见的故障处理[J].计量与测量技术，2009（36）：43-44.
【关键词】里氏硬度计；检定过程；冲击头；里氏硬度计
1.里氏硬度计概述
（1）里氏硬度计是一种新型的测试器材，其原理是随着单片技术的发展提出的一种全新的测试硬度的方法。硬度计是由冲击装置和显示装置两部分组成，它的基本原理是具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度，利用电磁原理，感应与速度成正比的电压。现今硬度计主要用于测定金属材料的硬度，适用于不易拆卸的大型部件以及大型工件的硬度检验。里氏硬度实验法其实是根据1mm出的冲击速度和反弹速度的比值。
计算公式：HL=1000*（Vb/Va）
（2）里氏硬度计操作步骤：首先将被检测物体应平放于地面，必须保证绝对平稳，不得有任何晃动，被检测位置不得有悬空状态，必要时需加支撑块；然后打开硬度计→物体的材料设置→硬度值设置（HRC＼HRB＼HB）→硬度检测方向设置→开始硬度检测；其次将冲击装置压紧在被测表面并向下按一下，1s后再按硬度计上面凸出的小圆柱，硬度值就会自动显示出来，在这过程中操作人员必须将冲击装置放稳，方向也应与被测面保持垂直状态；在此每个检测部位应至少测试3个点，两测试点之间距离应≥3mm，测试完后取平均值做为该部位硬度，并记录，然后进入下一个部位检测；最后测试结果与物体的要求进行比较，达到要求为合格，转入下一道工序；不合格则转入隔离区，记录检测结果；
1.3里氏硬度计的优点：首先里氏硬度计体积小，重量轻，而且硬度传感器较小，可以直接手持操作，不需要工作台，对于大型工件，结构复杂的工件，都能使用里氏硬度计来测算其硬度。其次里氏硬度计利用冲集体发出冲击波，然后根据反弹速度与冲击速度来判定工件的硬度，而里氏硬度计可以通过对速度的修改，在任意方向上使用，方便了测量者的操作。
2.里氏硬度计检定方法探讨
早在1999年，就推出了JJG747《里氏硬度计》检定规程，规程里包括里氏硬度计的冲击装置，显示装置以及硬度计的示值误差，重复性检定等方面的主要技术，都做了详细的规范。我们经常使用的里氏硬度计根据冲击体的球头的材料不同，可以分为碳化钨球头和金刚石球头两种。然后再根据材质不同的球头给出不同的检定方法。
2.1碳化钨球的直径检定方法探讨
其实在《里氏硬度计》有关于碳化钨球直径检定方法的具体描述：一般要采用立式光学计，在检定时，需要先后在三个或三个以上的位置进行测量，而且要保证测量其准确度高于0.25微米，并且在任意点上的测量值与标称值之差要符合《里氏硬度计》里的要求。另外规程中其实有很多地方容易让人误会的，像规程中规定碳化钨球头半径是3.0mm。检定时所用的标准测量器是立式光学计，但是这点与99年颁布的《光学计》检定规程中关于测量立式光学计的示值范围有相冲突。
如上面所说，选用立式光学计测量碳化钨球头半径时，立式光学计的显示范围是-100～100，所以在这种情况下，我们是无法进行直接测量的，只有通过比较法进行测量，因为这个原因，我们在标准里增加了四等量块。除此之外规程里说的检查时需要在三个或三个以上的位置测量跟在任意位置测量值与其标准值之差的内容描述上容易产生混淆。假如换成在检定时不少于三个位置进行，所得测量值与标准值之差。
2.2金刚石球直径检定方法探讨
在《里氏硬度计》的检定规程里，对于金刚石球的直径检定方法也有比较详细的描述：在测量时，要将冲击体绕着轴线旋转，并且将金刚石顶端球面投影到投影仪上，对投影与专用的曲线面板进行比较，主要看距离金刚石顶端0.2mm的范围内两个轴向截面上的球面直径，并且保证球面直径与标准直径差值符合规程要求。对于金刚石球头的检定方法，规程也是有漏洞的，例如在检定设备中，我们使用了投影仪，并且应用投影仪上的投影与专用曲线板做出比较，但是对于球面半径只有3.0mm，公差要求在-0.1mm～0.1mm之间的球来说，最应该注意的是投影仪的放大倍数的正确性以及专用曲线板所允许的最大误差，因为这两个数对整体检定才更有效。而对于物镜的放大倍数则选用合适的即可，选择回转影响半径的0.5～0.7之间是为最佳。
另外我们还可以使用比规程更精准的方法。例如我们采用万能工具显微镜测出球面横截面圆弧玄长以及对应的高，通过弓高弦长法算出对应的直径，然后计算得到半径。这种方法即简单又准确，我认为更具有参考价值。
3.影响里氏硬度计测量精度的因素
（1）数据换算产生的误差：里氏硬度换算为其它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，这涉及到按方法进行试验时的分散和对于多台同型号里氏硬度计的测量误差。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一间不存在明确的物理关系，并受到相互比较中测量不可靠影响的原因。
（2）齿轮检测中的误差：一般情况下，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。
（3）特殊材料引起的误差存贮在硬度仪中的换算表对下列钢种可能产生偏差：所有奥氏体钢耐热工具钢和莱氏体铬钢硬质材料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局部冷却硬化会引起L值偏高磁性钢由于磁场影响，会使L值偏低。表面硬化钢，基体软，会使L值偏低，当硬化层大于0.8mm时则不影响L值。
（4）热轧方向造成的误差当被测工件系热轧工艺成型时，如果测试方向与轧制方向一致，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：测圆柱截面硬度时，应在径向测试为好。
（5）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。
（6）其它因素的影响测量管件硬度时须注意：管件注意稳固支撑，测试点应靠近支撑点且与支撑力平行，管壁较薄在管内放入适当芯子。
4.总结
由于里氏硬度计在操作和使用上的方便，近年来越来越受到欢迎，但是JJG747-1999《里氏硬度计》检定规程颁布了十来年，一直都未成修订，跟实际情况中的检定有很大偏差，很多规程要求的都需要改动，相信随着计量器的发展，规程改动势在必行。
参考文献
[1]姚晶晶.里氏硬度计检定规程的探讨[J].计量与测试技术，2011，10（39）：75-76.
[2]谭伟新.里氏硬度计基本原理和常见的故障处理[J].计量与测量技术，2009（36）：43-44.