硬度试验操作规范

硬度试验操作规范

1目的

规范试验员的试验方法，帮助提高其技术水平，能准确出具试验报告。

2适用范围

螺栓、螺母类紧固件的硬度

3规范性引用文件

GB/T 230.1-2009 金属材料洛氏硬度试验第一部分：试验方法（基本等同ISO 6508-1:2005）

GB/T 231.1-2009金属材料布氏硬度试验第一部分：试验方法（基本等同ISO 6506-1:2005）

GB/T 4340.1-2009金属材料维氏硬度试验第一部分：试验方法（基本等同ISO 6507-1:2005）

GB/T 3098.1-2010 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱( 基本等同ISO 898.1-2009)

GB/T 3098.2-2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹（基本等同ISO 898.2-1992）

ASTM E18 -2003 金属材料洛氏硬度和洛氏表面硬度的标准试验方法

ASTM E10-2001金属材料布氏硬度标准试验

ASTM E92-1982金属材料维氏硬度标准试验

ASTM F606-2011测定内外螺纹紧固件、垫圈、直接拉力指示器以及铆钉机械性能的试验方法

4检验规程

4.1洛氏硬度试验（GB 230/ISO 6508）

4.1.1环境条件要求洛氏硬度试验一般在10℃～35℃室温进行。对于温度要求严格的试验，应控制在（23±5）℃。

4.1.2设备要求常用洛氏硬度计为HR-150型。

4.1.2.1设备需在检定有效期内，保证其准确性和稳定性。

4.1.2.2设备一般采用间接检定。硬度计的示值误差不大于±1HR。

4.1.2.3 HRA、HRC标尺用的金刚石圆锥压头的顶角为(120±0.35) °。

4.1.2.4 HRB标尺用的钢球压头，钢球直径为1.5875 mm，允差为±0.0035mm，球应抛光且表面无缺陷。

4.1.3样品制备

4.1.3.1试样表面应光滑平坦，且无油脂、氧化皮等外界污物。表面粗糙度Ra不大于1.60μm。

4.1.3.2 制备过程中，应防止加工硬化或过热对硬度性能的影响。

4.1.3.3对于用金刚石圆锥压头进行的试验，试样或试验层厚度应不小于残余压痕深度的10倍; 对于用球压头进行的试验，试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的15倍。试验后试样背面不应出现可见变形。最小厚度与硬度关系见图1、2.

图1 用金刚石圆锥压头试验

图2 用钢球压头试验

4.1.4检验细则

4.1.4.1试验前根据试样选择合适的压头和试验力，用标准硬度块对硬度计作日常检测，所用硬度块的硬度值应尽量接近试验的预期硬度值。

4.1.4.2将试样放在洛氏硬度计的试验台上，检查试样与台面是否接触良好、稳妥。

4.1.4.3选好测试位置，顺时针旋转手轮，加初试验力，使压头与试件接触，直到表盘内小针指到红点。

4.1.4.4将表盘上大指针对零（HRB、HRC对B-C；HRA对0）.

4.1.4.5拉动加载手柄加主试验力，在大指针停止转动3～4s后推动卸载手柄，卸除主试验力，此时大指针回转若干格后停止，从表盘上读出大指针所指示的硬度值（HRA、HRC读外圈黑数字，HRB读内圈红数字）。

4.1.4.6逆时针旋转手轮，使压头与试样分开，调换试样位置再次测量。共需测量四次，取后三次测量结果做为试样的洛氏硬度值。

4.1.4.7对大批量试样，按4.1.4.2～4.1.4.6步骤重复进行。

4.1.4.8处理试验结果，写明所用标尺，每个值精确到0.5HR，所得结论为“实测”。

4.1.5操作关键注意点

4.1.

5.1洛氏硬度施加力时间1s～8s,保持力时间4±2s。两相邻压痕之间的距离至少应为压痕直径的4倍，并且不应小于2mm；任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕直径的2.5倍，并且不应小于1mm。

4.1.

5.2更换压头后，最初两次试验结果不采用。

4.1.

5.3试验后试样背面出现变形痕迹，则试验结果无效。

4.1.

5.4 HRA、HRB、HRC标尺的适用范围分别是20～88HRA、20～100HRB、20～70HRC。超出适用范围的硬度值一般不采用。

4.2布氏硬度试验（GB 231/ISO 6506）

4.2.1环境条件要求同4.1.1。

4.2.2设备要求常用布氏硬度计为HB-3000型。

4.2.2.1设备需在检定有效期内，保证其准确性和稳定性。

4.2.2.2设备一般采用间接检定。硬度计的示值误差不大于±3%。

4.2.2.3符合GB/T 231.2的规定，能施加预定试验力或9.807N～29.42kN范围内的试验力。

4.2.2.4压头球直径分别为10mm、5mm、2.5mm，允差分别为±0.005mm、±0.004mm、±0.003mm,所有球均应抛光，并且无表面缺陷。

4.2.2.5压痕测量装置的标尺分度应能估测到压痕直径的±0.5%以内；测量投影区域时，其最大允许误差应为±1%。

4.2.3样品制备

4.2.3.1试样表面应光滑平坦，且无油脂、氧化皮等外界污物，表面粗糙度不大于1.6μm。试样表面应能保证压痕直径的精确测量。

4.2.3.2制备过程中，应防止加工硬化或过热对硬度性能的影响。

4.2.3.3试样厚度至少应为压痕深度的8倍。试样最小厚度与压痕平均直径的关系见表1。4.2.4检验细则

4.2.4.1接通电源，打开布氏硬度计机身后开关。按表2选择合适的压头固定，并在“MENU”菜单中选择合适的压头和试验力，按“ENTER”键确认。试验前用标准硬度块对硬度计作日常检测，所用硬度块的硬度值应尽量接近试验的预期硬度值。

4.2.4.2将试样放在布氏硬度计的试验台上，检查试样与台面是否接触良好、稳妥。

4.2.4.3选好测试位置，顺时针旋转手轮，加初试验力，使压头与试件接触，直到手轮与螺母产生相对滑动（即发出“咔嗒”一声）。

4.2.4.4按“START”键，试验自动进行，依次完成试验力的加载、保持、卸载。

4.2.4.5卸载恢复初始状态后，逆时针旋转手轮，使压头与试样分开，调换试样位置再次试验。