硬度計 里氏硬度計工程應用的影響因素及實用性

硬度計 里氏硬度計工程應用的影響因素及實用性

里氏硬度計的優點：

體積小；使用方法簡單；便于攜帶；檢測效率高；對金屬材料的硬度測試范圍非常寬等。

里氏硬度計的應用領域
尤其適用于測定大型、難以拆卸、空間狹小及特殊部位的工件硬度，目前已在電力工程安裝現場廣泛應用。

里氏硬度計使用中常見問題
儀器選型錯誤；
實際操作錯誤；

工程現場影響里氏硬度計測量結果的因素眾多，例如工件厚度和質量、工件打磨狀態、現場環境條件等，上述種種因素增加了里氏硬度計在工程現場中準確檢驗的難度。

所以，今天我們將就上述這些影響因素入手，進行深入研究。
試驗
1.試驗內容
里氏硬度與布氏硬度試驗對比；
里氏硬度計不同模式對比（該試驗在試驗室進行）；
工件打磨狀態對比。

2.試驗儀器
HT-2000A型便攜式里氏硬度計；
PHBR-200型便攜式布氏硬度計。
所有儀器試驗前均使用標準試塊進行校正，以確保試驗的準確性。

3.試驗材料
試塊材料及規格見表1。
表1 硬度對比試驗用小徑管接頭試塊材料及規格

試驗結果與討論

1.里氏硬度與布氏硬度試驗對比

本部分試驗在工程現場進行，DL/T 869-2012《火力發電廠焊接技術規程》中明確規定“若采用里氏硬度計測定硬度，焊接接頭的材料、制樣和檢測需符合GB/T 17394的規定"，而GB/T 17394.1-2014中規定D型沖擊設備對試樣的最小厚度（為耦合）為25mm，這對電力工程現場的小徑管里氏硬度試驗來說是很難實現的，因此選取2個P91鋼厚壁大直徑對接接頭進行試驗，規格為φ857mm×36mm，熱處理后分別對其焊縫及母材進行里氏硬度和布氏硬度對比試驗。

對于所選取的2個管材，母材及焊縫布氏硬度計測試的結果均明顯高于里氏硬度計的，差值范圍為6~14HBW。HT-2000A里氏硬度計的工作原理是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，用沖頭在距離試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度之比計算得出硬度值，這相比布氏硬度通過測量壓痕直徑得到硬度值的方法誤差較大。

因此，在進行現場硬度檢試驗時，若條件允許，建議盡可能使用布氏硬度計對中大徑厚壁管材進行硬度試驗。

2.里氏硬度計ST與SS模式對比

由于里氏硬度計在試驗室校準時用的是儀器所配備的鋼及鑄鋼試塊，選用模式為ST模式，而電力工程現場往往需要對不銹鋼及耐熱鋼進行硬度試驗，對應的模式應為SS模式，這就造成了校準與實際工作時兩種選擇模式的沖突，而現場工作時究竟是采用ST模式還是SS模式給工作人員也造成了一定困擾，為此，采用兩種模式分別對高合金材料進行硬度對比試驗，觀察兩種模式硬度試驗結果的差別。

在里氏硬度計兩種模式下，里氏硬度差值范圍為-20HLD~11HLD之間，而平均差值僅為-1.56HLD，目前針對里氏硬度的要求通常為上下限差值最大不超過20HLD。

綜合來看，兩種模式對實際試驗結果影響不大，故在進行里氏硬度試驗時建議針對不同材料參照工程檢驗標準對工作模式進行選擇，以減小檢驗誤差。

3.不同打磨狀態對比

目前，工程現場對硬度試驗檢驗面打磨狀態的要求較為嚴格，已明確提出禁止對銼刀打磨面直接進行硬度試驗，工程現場硬度檢驗面現多采用角磨機配合百葉輪進行打磨，待表面處理平整光滑后再進行里氏硬度試驗；而試驗室則通常會對工件表面進行拋光后再進行硬度試驗。

因此，選取12Cr1MoV鋼厚壁大直徑對接接頭進行里氏硬度試驗，規格為Ф324×42mm，熱處理后分別對焊縫及母材檢驗面進行百葉輪打磨和拋光處理，然后對兩種表面狀態的試塊進行里氏硬度對比試驗，分析試塊表面狀態對里氏硬度試驗結果的影響。

同一位置經百葉輪打磨與拋光狀態下的里氏硬度試驗結果差值很小，檢驗面狀態不會對檢驗結果造成太大影響。

因此，現場檢測時，為提高工作效率可直接使用百葉輪打磨檢驗面，但試驗中發現，高合金材料直接使用百葉輪打磨難度較大，建議使用砂輪磨片粗磨后再使用百葉輪進行打磨，切不可對砂輪打磨面直接進行里氏硬度試驗。
結論
里氏硬度計相比布氏硬度計的試驗誤差要大，現場硬度檢驗時，若條件允許，建議盡可能使用布氏硬度計對中大徑厚壁管材進行硬度試驗。

里氏硬度計ST和SS兩種模式的硬度試驗結果差值很小，對實際工作影響不大，建議針對不同材料參照工程檢驗標準對工作模式進行選擇，以減小檢驗誤差。

檢驗面經百葉輪打磨與拋光狀態下的里氏硬度試驗結果差值很小，檢驗面打磨狀態不會對檢驗結果造成太大的影響，現場工作時，為提高工作效率可直接使用百葉輪打磨檢驗面，而對于高合金材料建議使用砂輪磨片粗磨后再使用百葉輪進行打磨，切不可對砂輪打磨面直接進行里氏硬度試驗。