里氏硬度计检测铸铁与渗氮零件硬度误差研究

【摘要】里氏硬度计因其具有的诸多优点，在现场大型零件的硬度检测中得到广泛应用。但是在使用过程中发现，铸铁件和渗氮零件用里氏硬度计检测硬度误差大。本论文研究灰口铸铁、球墨铸铁以及合金结构钢渗氮试块用里氏硬度计检测的硬度误差，分析了这些试块检测误差产生的原因，探讨了改进措施。本论文的研究成果对提高里氏硬度检测数据的准确性有一定的参考价值，也对拓展里氏硬度计的使用范围、更好地服务于生产具有积极的意义。本论文同时用里氏硬度计和布氏硬度计对灰口铸铁、球墨铸铁和合金结构钢的硬度进行了测试，并把里氏硬度计测试的结果换算成布氏硬度值，发现相对于合金结构钢，灰口铸铁、球墨铸铁里氏硬度检测随机误差大；通过观察分析铸铁件金相组织，并测试各组织组成物的微观硬度，认为灰口铸铁、球墨铸铁组织的不均匀性、游离态石墨与金属基体迥异的物理特性及其存在形式的不确定性导致了铸铁件里氏硬度检测随机误差大。可以通过改变里氏硬度计的硬件参数，如增加冲击体质量和冲击能量，加大冲头直径或使用锤击式布氏硬度计来获得更大的压痕尺寸，来降低组织不均和石墨不确定性的影响，使测试点更具有代表性，减小铸铁试件里氏硬度检测随机误差。本论文对渗氮试块的表面硬度用里氏硬度计和便携式超声硬度计进行了测试，并把里氏硬度计检测结果自动转化的维氏硬度值与经过标定的便携式超声硬度计检测到的维氏硬度值进行了对比分析，发现渗氮试块里氏硬度计的检测值偏低。通过渗氮试块金相组织观察以及微观硬度梯度测试分析，发现渗氮层是非均质硬化层，硬度由表至里呈梯度减小，同时还由于渗层深度有限，在用里氏硬度计检测渗氮零件表面硬度时产生了“击穿和底部效应”，导致检测结果偏低。可以通过改变里氏硬度计的硬件参数，如减小冲击体质量和冲击能量，来减小压痕深度，以此减小硬度梯度和渗层深度过小对检测结果造成的不利影响或使用便携式超声硬度计进行现场检测，解决渗氮零件的表面硬度检测问题。
【作者】刘伟；
【导师】刘继常；桂林；
【作者基本信息】湖南大学，机械工程，2013，硕士
【关键词】里氏硬度；误差；铸铁；渗氮零件；金相组织；

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