軋輥肖氏-里氏硬度試驗方法

1        范圍
本標準規定了軋輥肖氏硬度和里氏硬度的表示、測試方法，對試驗儀器、被測軋輥、數據處理、試驗報告的要求以及硬度換算表。
本標準適用于各種類型的鍛鋼、鑄鋼及鑄鐵軋輥的肖氏硬度和里氏硬度測定。
2        引用標準
下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB/T 1172－1999  黑色金屬硬度及強度換算值
GB/T 4341一2001  金屬肖氏硬度試驗方法
GB/T 17394－1998  金屬里氏硬度試驗方法
GB 8170－87  數值修約規則
JJG 346－91 肖氏硬度計檢定規程
JJG 347－91 標準肖氏硬度塊檢定規程
JJG 747－99 里氏硬度計檢定規程

3        試驗原理

3.1        肖氏硬度試驗原理
將規定形狀的金剛石沖頭或硬質合金沖頭從固定的高度h。落在試樣表面上，沖頭彈起一定高度h，用h與h0的比值計算肖氏硬度值。計算公式如下：
HS= K
式中：HS－肖氏硬度；
K －肖氏硬度系數。
3.2        里氏硬度試驗原理
用規定質量的沖擊體在彈力作用下以一定速度沖擊試樣表面，用沖頭在距表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度值。計算公式如下：
HL=1000
式中：HL－里氏硬度
vR－沖擊體回彈速度
vA－沖擊體沖擊速度
4        硬度值的表示

4.1        肖氏硬度值的表示
在肖氏硬度符號HS前示出硬度數值，在HS后示出硬度標尺類型。
例如45HSC、45HSD分別表示C型、D型硬度計測定的硬度值為45。
4.2        里氏硬度值的表示
在里氏硬度符號HL前示出硬度數值，在HL后示出沖擊裝置類型。
例如700HLD、700HLE表示用D型、E型沖擊裝置測定的里氏硬度值為700。
5        試驗儀器
5.1        肖氏硬度計
5.1.1        軋輥肖氏硬度測試通常采用D型、C型肖氏硬度計，如有需要可采用E型肖氏硬度計。肖氏硬度計的示值誤差應不大于±2.5HS，變動性應不大于2.5HS。
5.1.2        肖氏硬度計的主要技術指標應符合JJG 346的規定。
5.1.3        肖氏硬度計檢定時采用的標準肖氏硬度塊應符合JJG 347的要求
5.1.4        肖氏硬度計應按國家計量部門的規定定期檢定。
5.1.5        肖氏硬度計日常比對時宜采用標準肖氏硬度塊進行比對。
5.2        里氏硬度計
5.2.1        軋輥里氏硬度測試通常采用D型，如有需要，可采用其它六種類型沖擊裝置。里氏硬度計的示值誤差應不大于±12HL，重復性應不大于12HL。
5.2.2        里氏硬度計的主要技術參數和檢定時采用的標準里氏硬度塊應符合JJG 747的要求。
5.2.3        里氏硬度計應按國家計量部門的規定定期檢定。
5.2.4        里氏硬度計日常比對時宜采用標準里氏硬度塊進行比對。
6        被測軋輥
6.1        采用肖氏硬度計檢測時，軋輥直徑應不小于65mm，被測片狀軋輥厚度應不小于10mm，如不在試臺上測試，軋輥質量應大于4kg。對于肖氏硬度小于50 HS的軋輥，表面粗糙度參數Ra應不大于1. 6μm;肖氏硬度大于50 HS時，表面粗糙度參數Ra應不大于0. 8μm
6.2        采用D型里氏硬度計檢測時，軋輥直徑應不小于30mm，被測片狀軋輥厚度應不小于5mm，如不在試臺上測試，軋輥質量應大于5kg。軋輥表面粗糙度參數Ra應不大于1. 6μm。采用其它類型里氏硬度計檢測時，對被測軋輥的要求應符合GB/T 17394的要求。
6.3        在制備試樣表面時，應盡量避免由于受熱、冷加工等對試樣表面硬度的影響。
6.4        軋輥表面應清潔，無磁性，無油脂、氧化皮、涂料等外來污物。
7        測試方法
7.1        測試前準備
7.1.1        測試前肖（里）氏硬度計應按被測軋輥的硬度范圍用同一硬度等級標準肖（里）氏硬度塊校驗。
7.1.2        被測軋輥應穩固地水平放置。
7.1.3        軋輥硬度測試一般應在10~35℃溫度下進行，現場不能有強烈震動、嚴重粉塵、腐蝕性氣體或強磁場。
7.2        測試操作
7.2.1        肖氏硬度測試
7.2.1.1        硬度測試時，硬度計可采用V型支架或手持，必須保證硬度計測筒垂直狀態。
7.2.1.2        在試臺上測試硬度時壓緊力約為200N。手持計測筒或用V型支架測試時，壓緊力應使計測筒與軋輥表面保持接觸。
7.2.1.3        D型肖氏硬度計釋放沖頭時，操作輪的回轉時間約為1s并緩慢復位。C型硬度計讀取沖頭反彈瞬間最高位置時應迅速、準確。E型肖氏硬度計操作時應平穩，選擇正確的測試方向。
7.2.1.4        硬度測量時，兩相鄰壓痕中心距離不應小于1 mm。壓痕中心距試樣邊緣的距離不應小于4 mm，同一壓痕不得重復沖擊。
7.2.2        里氏硬度測試
7.2.2.1        硬度測試前，根據軋輥直徑選擇適當的支撐環，以保證沖頭沖擊瞬間位置偏差在±0.5mm之內。
7.2.2.2        硬度測試按以下程序進行：
a)        向下推動加載套或用其他方式鎖住沖擊體；
b)        將沖擊裝置支撐環緊壓在軋輥表面上，沖擊方向應與試驗面垂直；
c)        平穩地按動沖擊裝置釋放鈕。
d)        讀取硬度示值。
7.2.2.3        硬度測試時，沖擊裝置應盡可能垂直向下，對于其它沖擊方向所測定的硬度值，如果硬度計沒有修正功能，應按GB/T 17394中附錄A進行修正。
7.2.2.4        對于小質量的軋輥，在試驗時應予以適當的固定或耦合以保證沖擊時不產生位移或彈動。
7.2.2.5        硬度測量時，兩相鄰壓痕中心距離不應小于3 mm。壓痕中心距試樣邊緣的距離不應小于5 mm，同一壓痕不得重復沖擊。