裏氏硬度儀應用于球墨鐵鑄件
測試精度的(de)試驗研究
——一(yī)汽集團公司二鑄廠 徐廣才
一(yī)、前言
裏氏硬度儀是當前在世界上廣泛應用的(de)**的(de)動态硬度測試儀，具有靈敏度高(gāo)，使用方便靈活，可(kě)應用于生産現場直接測試工件本體等優點。我廠擁有多台時代公司生産的(de)裏氏硬度測試儀。在使用中我們發現用其測試我廠生産的(de)球墨鑄鐵件（主要用于曲軸），儀器所顯示的(de)HB 值與解剖後在靜态硬度儀（HB—3000 型）所測得的(de)HB 值有較大差異。這給我們正确鑒定和(hé)評價鑄件的(de)材質質量帶來困難，甚至産生矛盾。為(wèi)了使裏氏硬度儀能為(wèi)我們提供可(kě)靠的(de)數據，使其在生産中發揮更大的(de)作用，我們進行了這項試驗研究。
二、試驗方法
1.選擇試樣與硬度儀
1）由于是在生産條件下進行試驗，因此以我廠生産的(de)典型鑄件曲軸作為(wèi)試件。該産品材質牌号QT550-3,單件重19.5kg。
2）硬度測試儀用 時代裏氏硬度計，分别用D 型沖頭和(hé)G 型沖頭，一(yī)台HB—3000 型靜态布氏硬度儀。
2.試驗步驟
1）任取一(yī)批曲軸，用锉刀和(hé)砂紙将其硬度測試點（産品設計時确定的(de)）處理(lǐ)成表面粗糙度Ra＜2μm。
2）用同一(yī)裏氏硬度儀，但用D 型和(hé)G 型兩種不同的(de)沖擊頭，在處理(lǐ)過的(de)測試平台上不同部位各測5點（測試平台的(de)面積有限不能多測）取其平均值。
3）将裏氏硬度儀測試過的(de)曲軸主軸徑用鋸床切割下來，制成布氏硬度儀測試塊。
4）在HB-3000 型硬度儀上對制成的(de)試塊在其剖斷面靠近硬度測試平台一(yī)側測其布氏硬度值。
測試參數列表1 如(rú)下：
試樣編号 1 2 3 4 5 6 7
裏氏硬度值XD : (HLD) 507 508 517 500 489 513 517
裏氏硬度值XG : (HLD) 480 480 490 476 466 487 491
布氏硬度值Xi : (HB) 229 229 235 225 221 230 234
試樣編号 8 9 10 11 12 13 14
裏氏硬度值XD : (HLD) 526 556 541 538 506 505 557
裏氏硬度值XG : (HLD) 500 524 512 580 473 470 525
布氏硬度值Xi : (HB) 234 246 244 239 226 228 245
試樣編号 15 16 17 18 19 20 21
裏氏硬度值XD : (HLD) 533 551 498 497 54 525 550
裏氏硬度值XG : (HLD) 504 518 474 477 518 499 523
布氏硬度值Xi : (HB) 40 241 44 225 245 235 241
三、測試數據的(de)回歸處理(lǐ)
1、按表1 所列參數繪制XD：與Yi 及XG；與Yi 的(de)相關圖。
2、求得兩個回歸方程（1）和(hé)（2）：
YD i =34.751＋0.381125XD i （1）
YG i =33.878＋0.404664XG i （2）
方程（1）的(de)相關系數rD＝0.960327
方程（2）的(de)相關系數rG＝0.963226
3、做(zuò)回歸換算曲線。
把表1 測試數據自(zì)變量值XD i（HLD）、 XG i（HLG）分别代入方程式（1）、（2），便得出相應的(de)回歸布氏硬度值Ŷ，（HB），如(rú)表2、表3 所示。
根據表2、表3 的(de)測試參數XD i（HLD）、XG i（HLG）與相對應的(de)回歸換算布氏硬度值Ŷi（HB）繪制回歸換算曲線圖。
測試值Y : 與回歸換算值Y i 對比 表2
試樣編号 1 2 3 4 5 6 7
裏氏硬度值XDi : (HLD) 507 508 517 500 489 513 517
裏氏硬度值Yi : (HB) 223 229 235 225 221 230 234
布氏硬度值Ŷi : (HB) 228 228 232 225 221 230 232
試樣編号 8 9 10 11 12 13 14
裏氏硬度值XDi : (HLD) 526 556 541 538 506 505 557
裏氏硬度值Yi : (HB) 234 249 244 239 226 226 245
布氏硬度值Ŷi : (HB) 235 247 241 240 228 228 247
試樣編号 15 16 17 18 19 20 21
裏氏硬度值XDi : (HLD) 533 551 498 497 542 525 550
裏氏硬度值Yi : (HB) 240 241 224 225 245 235 241
布氏硬度值Ŷi : (HB) 238 245 224 224 241 235 244
測試值Y i 與回歸換算值Ŷ i 對比 表3
試樣編号 1 2 3 4 5 6 7
裏氏硬度值XG i (HLD) 473 480 490 476 466 487 491
裏氏硬度值Yi (HB) 223 229 235 225 221 230 234
布氏硬度值Ŷi : (HB) 223 228 232 226 222 231 232
試樣編号 8 9 10 11 12 13 14
裏氏硬度值XD : (HLD) 526 556 541 538 506 505 557
裏氏硬度值XG : (HLD) 500 524 512 580 473 470 525
布氏硬度值Xi : (HB) 234 246 244 239 226 228 245
試樣編号 15 16 17 18 19 20 21
裏氏硬度值XG i (HLD) 504 518 474 477 518 499 538
裏氏硬度值Yi (HB) 240 241 224 225 245 235 239
布氏硬度值Ŷi : (HB) 238 243 226 227 243 236 245
通過以上分析可(kě)以看出,利用方程(1)和(hé)方程(2)對測試值進行回歸換逄具有較小的(de)誤差，其結果是可(kě)靠的(de)。
四、結論
1、用裏氏硬度儀測球墨鑄鐵件，經适當的(de)回歸換算後，其測試結果是可(kě)靠的(de)。
2、對同一(yī)狀态的(de)球鐵測試表面，用G 型沖頭比用D 型沖頭所測數值的(de)分散度要小。這是因為(wèi)G 型沖頭的(de)沖擊功大，硬度壓痕亦大，從而減小了對測試表面組織不均勻性及粗糙度不均勻的(de)敏感性。
3、雖然G 沖頭測值分散度較D 沖頭小，但取幾點平均值的(de)換算誤差兩者基本相同。
4、此試驗是在生産條件下進行的(de)，有其局限性。如(rú)取值範圍不夠寬（隻在HB221-249 之間）。因此所配回歸方程也隻是在此範圍之間的(de)硬度值應用起來才比較理(lǐ)想。
5、今後要進一(yī)步做(zuò)的(de)工作是加大試驗的(de)取值範圍，使之更具有普通性。還要在其它牌号的(de)球鐵件上做(zuò)試驗，以使裏氏硬度計得到更廣泛的(de)應用并取得更高(gāo)的(de)測試精度。