超聲波硬度計(jì)與里氏硬度計(jì)的區(qū)別

      超聲波硬度計(jì)與里氏硬度計(jì)的性能比較有哪些傳統(tǒng)的硬度試驗(yàn)儀器，如布氏、洛氏、維氏硬度試驗(yàn)譏。都是將特定壓頭以一定的靜載荷壓入被試材料表面，在其表面產(chǎn)生壓痕，再用機(jī)械或光學(xué)的方法直接測(cè)量此壓痕的大小，來(lái)評(píng)價(jià)被試材料的硬度，表征材料硬度值的壓痕應(yīng)是加載時(shí)材料的仝部變形，但由于硬度值是在卸載的情況下讀取的，被測(cè)的壓痕只是殘余的塑性變形，變形中的彈性恢復(fù)被忽略了。另一方面，硬度值是在假定壓痕是壓頭真實(shí)幾何形狀反映的前提下確定的，而材料上殘余的壓痕與壓頭形狀并不完全相符。以上兩個(gè)因素對(duì)測(cè)量值的影響取決于被試材料的彈性模量和屈服極限。超聲硬度試驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是通過(guò)諧振頻率增量對(duì)壓痕間接估值，測(cè)量是在測(cè)頭與被試材料接觸的加載情況下進(jìn)行的，因此，可以避免傳統(tǒng)硬度試驗(yàn)中住痕彈性恢復(fù)和壓痕變形的問(wèn)題。

      除超聲波硬度計(jì)之外，另一種發(fā)展較快且自動(dòng)化程度較高的新型便攜式硬度計(jì)是里氏硬度計(jì)。它是基于非完全彈性碰撞原理．通過(guò)碰撞中的沖擊能量損失確定硬度值的硬度計(jì)。由于里氏硬度值的大小取決于被試材料壓痕中彈性變形功在全部變形功中所占的比例，而碰撞過(guò)程時(shí)間極快，使壓痕產(chǎn)生過(guò)程極短，因此任何影響沖擊體回彈速度，消耗沖擊能量，使壓痕產(chǎn)生不充分的因素都會(huì)對(duì)測(cè)量造成影響，使其在應(yīng)用過(guò)程中的技木條件受到一定的限制。里氏硬度試樣的技術(shù)條件主要包括試樣的質(zhì)量、表面粗糙度、厚度和幾何形狀等方面，與超聲硬度計(jì)的對(duì)比情況見(jiàn)表1(表中里氏硬度計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)均針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)D型測(cè)頭，且測(cè)試方向?yàn)榇怪毕蛳?。

      里氏硬度測(cè)試和超聲波硬度計(jì)都是動(dòng)態(tài)的無(wú)損測(cè)試方法。當(dāng)試樣具有相當(dāng)大的質(zhì)量，尤其是大質(zhì)量厚壁結(jié)構(gòu)時(shí)，可以使里氏硬度計(jì)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮；但超聲硬度計(jì)所基于的超聲接觸阻抗(UCI)方法的獨(dú)到優(yōu)勢(shì)。使其具有更廣泛的應(yīng)用范圍。

表1 超聲波硬度計(jì)與里氏硬度計(jì)的對(duì)比

	里氏硬度計(jì)	超聲波硬度計(jì)
試樣的質(zhì)量	樣質(zhì)量越大，里氏硬度計(jì)硬度值就越可靠，其*小質(zhì)量要求，高硬度試樣3KG，低硬度試樣1.5KG。若試樣不滿足要求，需通過(guò)耦合或壓緊支撐的方法提高試樣的慣量，對(duì)非密實(shí)試樣要估算有效碰撞質(zhì)量，計(jì)算質(zhì)心和偏角，處理不當(dāng)則會(huì)造成較大的誤差。	對(duì)薄小件，復(fù)雜形狀的工件，只需用不同的測(cè)頭適配塊，就可直接測(cè)量，避免了工裝夾具的設(shè)計(jì)和測(cè)量值換算修正等步驟。
試樣的表面 粗糙度	擊體沖擊試樣表面產(chǎn)生壓痕的過(guò)程分為光整階段和沖擊壓痕階段兩部分，表面粗糙度越大，光整階段所消耗掉的沖擊體動(dòng)能也越大，引起測(cè)量值低于實(shí)際值，對(duì)高硬度試樣影響較大。要求高硬度試樣，Ra≤2um(6以上)，低硬度試樣Ra≤8um(4以上)。	表面粗糙度越大，表面對(duì)諧振桿壓頭的約束力也越大，諧振桿頻率上升，引起測(cè)量值偏低，對(duì)低硬度試樣影響較大，但Ra≤12.5um(3以上)情況下影響不大。
試樣的厚度	里氏硬度試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)部位在試驗(yàn)方向上的厚度要求，不僅要防止被打穿，還要防止因形狀原因而有支撐，無(wú)支撐或支撐方式不同，使試樣在收到?jīng)_擊力時(shí)發(fā)生彈性或塑性位置變化，要求厚度≥3mm	要求厚度≥10倍壓痕穿透深度。在1.2KG砝碼負(fù)荷下，25-65HRC的鋼件相應(yīng)的壓痕深度為14~7um左右，因此可適用于非常薄的材料。
試樣的曲率 半徑	里氏硬度值與參與壓痕形成的材料體積大小有著密切的關(guān)系，要求對(duì)凸曲面試樣R≥10mm,凹曲面試驗(yàn)R≥15mm	測(cè)量值與壓痕接觸面積的投影有關(guān)，且因在加載情況下測(cè)量，受曲率半徑影響不大。

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