里氏硬度计测量铸铁方法与要求
测试精度的试验研究
一、前言
里氏硬度仪是当前在世界上广泛应用的最先进的动态硬度测试仪，具有灵敏度高，使用方便灵活，可应用于生产现场直接测试工件本体等优点。在使用中我们发现用其测试球墨铸铁件（主要用于曲轴），仪器所显示的HB值与解剖后在静态硬度仪（HB―3000型）所测得的HB值有较大差异。这给我们正确鉴定和评价铸件的材质质量带来困难，甚至产生矛盾。为了使里氏硬度仪能为我们提供可靠的数据，使其在生产中发挥更大的作用，我们进行了这项试验研究。
二、试验方法
1.选择试样与硬度仪
1）由于是在生产条件下进行试验，因此以典型铸件曲轴作为试件。该产品材质牌号QT550-3,单件重19.5kg。
2）硬度测试仪用分别用D型冲头和G型冲头，一台HB―3000型静态布氏硬度仪。
2.试验步骤
1）任取一批曲轴，用锉刀和砂纸将其硬度测试点（产品设计时确定的）处理成表面粗糙度Ra＜2μm。
2）用同一里氏硬度仪，但用D型和G型两种不同的冲击头，在处理过的测试平台上不同部位各测5点（测试平台的面积有限不能多测）取其平均值。
3）将里氏硬度仪测试过的曲轴第一主轴径用锯床切割下来，制成布氏硬度仪测试块。
4）在HB-3000型硬度仪上对制成的试块在其剖断面靠近硬度测试平台一侧测其布氏硬度值。
测试参数列表1如下：
试样编号1234567
里氏硬度值XD:HLD507508517500489513517
里氏硬度值XG:HLD480480490476466487491
布氏硬度值Xi:HB229229235225221230234
试样编号891011121314
里氏硬度值XD:HLD526556541538506505557
里氏硬度值XG:HLD500524512580473470525
布氏硬度值Xi:HB234246244239226228245
试样编号15161718192021
里氏硬度值XD:HLD53355149849754525550
里氏硬度值XG:HLD504518474477518499523
布氏硬度值Xi:HB4024144225245235241
三、测试数据的回归处理
1、按表1所列参数绘制XD：与Yi及XG；与Yi的相关图。
2、求得两个回归方程（1）和（2）：
YDi=34.751＋0.381125XDi（1）
YGi=33.878＋0.404664XGi（2）
方程（1）的相关系数rD＝0.960327
方程（2）的相关系数rG＝0.963226
3、做回归换算曲线。
把表1测试数据自变量值XDi（HLD）、XGi（HLG）分别代入方程式（1）、（2），便得出相应的回归布氏硬度值?，（HB），如表2、表3所示。
根据表2、表3的测试参数XDi（HLD）、XGi（HLG）与相对应的回归换算布氏硬度值
?i（HB）绘制回归换算曲线图。
测试值Y:与回归换算值Yi对比表2
试样编号1234567
里氏硬度值XDi:HLD507508517500489513517
里氏硬度值Yi:HB223229235225221230234
布氏硬度值?i:HB228228232225221230232
试样编号891011121314
里氏硬度值XDi:HLD526556541538506505557
里氏硬度值Yi:HB234249244239226226245
布氏硬度值?i:HB235247241240228228247
试样编号15161718192021
里氏硬度值XDi:HLD533551498497542525550
里氏硬度值Yi:HB240241224225245235241
布氏硬度值?i:HB238245224224241235244
测试值Yi与回归换算值?i对比表3
试样编号1234567
里氏硬度值XGiHLD473480490476466487491
里氏硬度值YiHB223229235225221230234
布氏硬度值?i:HB223228232226222231232
试样编号891011121314
里氏硬度值XD:HLD526556541538506505557
里氏硬度值XG:HLD500524512580473470525
布氏硬度值Xi:HB234246244239226228245
试样编号15161718192021
里氏硬度值XGiHLD504518474477518499538
里氏硬度值YiHB240241224225245235239
布氏硬度值?i:HB238243226227243236245
通过以上分析可以看出,利用方程1和方程2对测试值进行回归换逄具有较小的误差，其结果是可靠的。
四、结论
1、测球墨铸铁件，经适当的回归换算后，其测试结果是可靠的。
2、对同一状态的球铁测试表面，用G型冲头比用D型冲头所测数值的分散度要小。这是因为G型冲头的冲击功大，硬度压痕亦大，从而减小了对测试表面组织不均匀性及粗糙度不均匀的敏感性。
3、虽然G冲头测值分散度较D冲头小，但取几点平均值的换算误差两者基本相同。
4、此试验是在生产条件下进行的，有其局限性。如取值范围不够宽（只在HB221-249之间）。因此所配回归方程也只是在此范围之间的硬度值应用起来才比较理想。
5、今后要进一步做的工作是加大试验的取值范围，使之更具有普通性。还要在其它牌号的球铁件上做试验，以使里氏硬度计得到更广泛的应用并取得更高的测试精度。