Принцип работы твердомера Либа и факторы, влияющие на точность измерения.

Принцип работы твердомера Лееба и причины, влияющие на точность

Ударное тело заданной массы используется для удара по поверхности образца с определенной скоростью под действием упругой силы. Величина, рассчитанная с использованием отношения скорости отскока пуансона на расстоянии 1 мм от поверхности образца к скорости удара, представляет собой твердость по Либу. Твердомер Либа на самом деле является усовершенствованной версией твердомера Шора. Они измеряют оставшуюся энергию ударного тела после того, как пластическая деформация образца расходует энергию на поверхности образца.

Формула расчета твердости по Либу следующая:
HL=1000=7=/=
В формуле: HL————символ твердости по Либу
=————Скорость удара шаровой головки, м/с;
= Скорость отскока шаровой головки, м/с.

2. Ударное устройство для твердомера Leeb
   Существует семь типов твердости по Либу: D, DC, D=15, C, G, E и DL:

D: Размеры: f2070 мм, вес: 75 г. Универсальный тип, используемый для большинства измерений твердости. DC: Размеры: f2086 мм, вес: 50 г. Ударные устройства короткие и в основном используются в очень узких местах, например, внутри отверстий или цилиндров.
D+15: Размеры: f20162 мм, вес: 80 г. Головка небольшая и используется для измерения твердости поверхностей с канавками или углублениями. C: Размеры: f20141 мм, вес: 75 г. Он имеет наименьшую энергию удара и используется для измерения небольших, легких и тонких деталей, а также поверхностно-упрочненных слоев.
G: Размеры: f30254 мм, вес: 250 г. Энергия удара велика, а требования к измерительной поверхности низкие. Используется для крупных, тяжелых кованых отливок с шероховатой поверхностью. E: Размеры: f20162, вес 80г. Индентор изготовлен из искусственного алмаза и используется для измерения чрезвычайно твердых материалов.
DL: Габаритные размеры: ф20*202мм, вес: 80г. Головка меньшего размера и используется для измерения твердости узких канавок и поверхностей шестерен.

3. Использование опорных колец специальной формы
   В полевых работах мы часто сталкиваемся с изогнутыми образцами. Различные изогнутые поверхности по-разному влияют на результаты испытаний на твердость. При правильной эксплуатации мгновенное положение удара по поверхности испытуемого образца такое же, как и у плоского испытуемого образца, поэтому универсальное опорное кольцо изготовлено из банки. Однако, когда кривизна мала до определенного размера, упругое состояние деформации из-за условий плоскости значительно отличается, что приводит к тому, что скорость отскока ударного тела будет низкой, что приводит к низкому значению показания твердости по Либу. Поэтому для образцов при измерении рекомендуется использовать небольшие опорные кольца. Для образцов с меньшим радиусом кривизны рекомендуется использовать опорные кольца специальной формы.
4. Диапазон измерения твердомера Leeb
   В соответствии с принципом Либа, пока материал имеет определенную степень жесткости и может отскакивать, можно измерить точное значение твердости по Либу. Однако соответствующей конверсионной зависимости между твердостью по Либу многих материалов и твердостью других систем не существует. Поэтому твердомер Leeb в настоящее время оснащен таблицами преобразования только для 9 материалов. Конкретные материалы следующие: сталь и литая сталь, легированная инструментальная сталь, серый чугун, ковкий чугун, литой алюминиевый сплав, медно-цинковый сплав, медно-оловянный сплав, чистая медь, нержавеющая медь.

Для некоторых образцов специальных материалов пользователи могут использовать программное обеспечение для подбора кривых, предоставленное компанией, для создания специальной таблицы преобразования. В реальном производстве используются разнообразные металлические материалы. Поскольку твердомер Leeb чувствителен к методу обработки и элементному составу сплава материала, таблица преобразования твердости, хранящаяся в чипе твердомера Leeb, не может полностью удовлетворить потребности пользователя. , пользователи могут использовать программное обеспечение для настройки, чтобы создать свою собственную таблицу преобразования твердости во время тестирования.

5. Факторы, влияющие на точность измерения твердомером Leeb
   1) Ошибки, вызванные преобразованием данных
   Ошибка при пересчете твердости по Либу в другие твердости включает в себя два аспекта: с одной стороны, погрешность измерения самой твердости по Либу, включающую в себя разброс при испытаниях по методике и погрешность измерения нескольких твердомеров по Либу одной модели. . С другой стороны, существует ошибка, вызванная сравнением твердости, измеренной разными методами измерения твердости. Это связано с тем, что между различными методами измерения твердости нет четкой физической связи и на это влияют ненадежные измерения при взаимных сравнениях.
   2) Ошибки, вызванные использованием специальных материалов
   Таблица преобразования, хранящаяся в твердомере, может давать отклонения для следующих типов стали:
   Все аустенитные стали
   Твердые материалы, такие как жаростойкая инструментальная сталь и хромистая сталь ледебурит (инструментальная сталь), приводят к увеличению модуля упругости, что приводит к низкому значению L. Такие стали следует испытывать в поперечном сечении
   Локальное охлаждение и закалка приведут к повышению значения L
   Магнитная сталь будет иметь низкое значение L из-за влияния магнитного поля.
   Для стали с поверхностной закалкой матрица мягкая, что приводит к низкому значению L. Если толщина закаленного слоя превышает 0,8 мм (0,2 мм для ударного устройства типа C), значение L не изменится.
   3) Ошибки определения передачи
   В целом из-за небольшой поверхности зуба погрешность измерения относительно велика. Для этого пользователь может разработать соответствующий инструмент в зависимости от ситуации, что поможет уменьшить ошибку.
   4) Влияние упругости и пластичности материала
   Значение Либа не только связано с твердостью и прочностью, но и связано с модулем упругости. Значение твердости является характерным параметром твердости и пластичности материала, поскольку их компоненты необходимо измерять вместе.
   В упругой части на нее в первую очередь, очевидно, влияет модуль E. В связи с этим, когда статическая твердость материалов одинакова, но значение E разное, материал с низким значением E будет иметь большее значение L.
   5) Ошибка, вызванная направлением горячей прокатки
   Когда заготовка, подлежащая испытанию, изготовлена ​​методом горячей прокатки, если направление испытания соответствует направлению прокатки, значение испытания будет низким, поскольку модуль упругости E слишком велик, поэтому направление испытания должно быть перпендикулярно горячему прокату. направление прокатки. Например: при измерении твердости цилиндрического сечения его следует проверять в радиальном направлении. (Как правило, направление цилиндрической горячей прокатки является осевым).
   6) Влияние веса, шероховатости и толщины образца
   Образец

Ударное устройство Вес образца (кг) Минимальная толщина
(мм) Минимальная шероховатость поверхности
Легкий, средний, тяжелый, закаленный слой ISO Ra Rz
Нужна связь, нужна стабильность, можно напрямую
Д: ОК; Д+15; ДЛ 0,05-2 2-5
G 0,5-5 5-15
С 0,02-0,05 0,5-1,5
7) Магнитность испытуемого образца должна быть менее 300 Гаусс
8) Влияние других факторов
При измерении твердости трубопроводной арматуры следует обратить внимание на следующее: трубопроводная арматура должна быть прочно закреплена. Точка испытания должна находиться близко к точке опоры и параллельно опорной силе. Если стенка трубы тонкая, в трубу следует поместить соответствующий сердечник.