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力学检测方法_肖氏硬度试验

分类: 检定/校准服务来源:网络作者:网络发布时间:2017-09-14关键字:力学检测  力学计量  肖氏硬度试验
由于肖氏硬度计有便于携带、操作方便、测试迅速、压痕浅而小等特点,因而适用于冶金、重型机械工业方面对大型制件、原材料进行现场测定。尽管与静态检测方法相比其准确度较低,但至今仍是一种不可或缺的硬度检测法。

  肖氏硬度又称回跳硬度,这一检测方法是美国人肖尔(A. F. Shore)于1906年发明的。美国肖氏仪器公司(SHORE INSTRUMENT & MFG. CO.)最先制造了C型和D型肖氏硬度计,20世纪90年代该公司又研制成E型肖氏硬度计。C、D、E三种型号肖氏硬度计我国均已能生产。由于肖氏硬度计有便于携带、操作方便、测试迅速、压痕浅而小等特点,因而适用于冶金、重型机械工业方面对大型制件、原材料进行现场测定。尽管与静态检测方法相比其准确度较低,但至今仍是一种不可或缺的硬度检测法。《金属肖氏硬度试验方法》国家标准为GB/T 4341-2001。

  一、 原理

  肖氏硬度检测是以一定质量的冲头,从一定高度自由下落到试样表面上,冲头的动能一部分消耗于试样表面的塑性变形,另一部分则以弹性变形方式瞬间储存在试样内。当后一部分能量重新释放出来时,会使冲头回跳(回弹、反弹),硬度与回跳高和回跳速度成正比,C型和D型肖氏硬度计是以回跳高度作为硬度的量度;E型肖氏硬度计则是以回跳速度(冲头回跳通过线圈时感应出与速度成正比的电压,经过硬度计配置的计算机处理得出其硬度值)作为硬度的量度。如某一种金属弹性极限高(硬度高),消耗于塑性变形中的能量小,储存的弹性变形能量大,回跳就高、回跳的速度快;反之,另一种金属,消耗于塑性变形中的能量大,储存在弹性变形中的能量就相对减少,回跳就低、回跳速度相对变慢,硬度值低。

  硬度值的表示:肖氏硬度符号为HS,表示时应注明所用标尺。如:70 HSC或70 HSD或70 HSE,分别代表用C型、D型、E型肖氏硬度计测定的硬度值。

  二、计算公式

  肖氏硬度值的高低,是以冲头回跳的高低、反弹速度来反映的。在不考虑空气阻力的条件下,可以从物理学的动能和势能转换并以能量守恒原理为基础进行分析计算。

  所以,肖氏硬度的公式为:

  HS(C、D)=K*h2/ h1

  式中 h2 ——冲头反弹高度;

  h1 ——冲头下落高度;

  K ——系数。