轧辊肖氏里氏硬度试验方法

轧辊肖氏里氏硬度试验方法1范围本标准规定了轧辊肖氏硬度和里氏硬度的表示、测试方法，对试验仪器、被测轧辊、数据处理、试验报告的要求以及硬度换算表。本标准适用于各种类型的锻钢、铸钢及铸铁轧辊的肖氏硬度和里氏硬度测定。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T1172－1999黑色金属硬度及强度换算值GB/T4341一2001金属肖氏硬度试验方法GB/T17394－1998金属里氏硬度试验方法GB8170－87数值修约规则JJG346－91肖氏硬度计检定规程JJG347－91标准肖氏硬度块检定规程JJG747－99里氏硬度计检定规程3试验原理3.1肖氏硬度试验原理将规定形状的金刚石冲头或硬质合金冲头从固定的高度h。落在试样表面上，冲头弹起一定高度h，用h与h0的比值计算肖氏硬度值。计算公式如下：HS=K0hh式中：HS－肖氏硬度；K－肖氏硬度系数。3.2里氏硬度试验原理用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头在距表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度值。计算公式如下：HL=1000ARvv式中：HL－里氏硬度vR－冲击体回弹速度vA－冲击体冲击速度4硬度值的表示4.1肖氏硬度值的表示在肖氏硬度符号HS前示出硬度数值，在HS后示出硬度标尺类型。例如45HSC、45HSD分别表示C型、D型硬度计测定的硬度值为45。4.2里氏硬度值的表示在里氏硬度符号HL前示出硬度数值，在HL后示出冲击装置类型。例如700HLD、700HLE表示用D型、E型冲击装置测定的里氏硬度值为700。5试验仪器5.1肖氏硬度计5.1.1轧辊肖氏硬度测试通常采用D型、C型肖氏硬度计，如有需要可采用E型肖氏硬度计。肖氏硬度计的示值误差应不大于±2.5HS，变动性应不大于2.5HS。5.1.2肖氏硬度计的主要技术指标应符合JJG346的规定。5.1.3肖氏硬度计检定时采用的标准肖氏硬度块应符合JJG347的要求5.1.4肖氏硬度计应按国家计量部门的规定定期检定。5.1.5肖氏硬度计日常比对时宜采用标准肖氏硬度块进行比对。5.2里氏硬度计5.2.1轧辊里氏硬度测试通常采用D型，如有需要，可采用其它六种类型冲击装置。里氏硬度计的示值误差应不大于±12HL，重复性应不大于12HL。5.2.2里氏硬度计的主要技术参数和检定时采用的标准里氏硬度块应符合JJG747的要求。5.2.3里氏硬度计应按国家计量部门的规定定期检定。5.2.4里氏硬度计日常比对时宜采用标准里氏硬度块进行比对。6被测轧辊6.1采用肖氏硬度计检测时，轧辊直径应不小于65mm，被测片状轧辊厚度应不小于10mm，如不在试台上测试，轧辊质量应大于4kg。对于肖氏硬度小于50HS的轧辊，表面粗糙度参数Ra应不大于1.6μm;肖氏硬度大于50HS时，表面粗糙度参数Ra应不大于0.8μm6.2采用D型里氏硬度计检测时，轧辊直径应不小于30mm，被测片状轧辊厚度应不小于5mm，如不在试台上测试，轧辊质量应大于5kg。轧辊表面粗糙度参数Ra应不大于1.6μm。采用其它类型里氏硬度计检测时，对被测轧辊的要求应符合GB/T17394的要求。6.3在制备试样表面时，应尽量避免由于受热、冷加工等对试样表面硬度的影响。6.4轧辊表面应清洁，无磁性，无油脂、氧化皮、涂料等外来污物。7测试方法7.1测试前准备7.1.1测试前肖（里）氏硬度计应按被测轧辊的硬度范围用同一硬度等级标准肖（里）氏硬度块校验。7.1.2被测轧辊应稳固地水平放置。7.1.3轧辊硬度测试一般应在10~35℃温度下进行，现场不能有强烈震动、严重粉尘、腐蚀性气体或强磁场。7.2测试操作7.2.1肖氏硬度测试7.2.1.1硬度测试时，硬度计可采用V型支架或手持，必须保证计测筒垂直状态。7.2.1.2在试台上测试硬度时压紧力约为200N。手持计测筒或用V型支架测试时，压紧力应使计测筒与轧辊表面保持接触。7.2.1.3D型肖氏硬度计释放冲头时，操作轮的回转时间约为1s并缓慢复位。C型硬度计读取冲头反弹瞬间最高位置时应迅速、准确。E型肖氏硬度计操作时应平稳，选择正确的测试方向。7.2.1.4硬度测量时，两相邻压痕中心距离不应小于1mm。压痕中心距试样边缘的距离不应小于4mm，同一压痕不得重复冲击。7.2.2里氏硬度测试7.2.2.1硬度测试前，根据轧辊直径选择适当的支撑环，以保证冲头冲击瞬间位置偏差在±0.5mm之内。7.2.2.2硬度测试按以下程序进行：a)向下推动加载套或用其他方式锁住冲击体；b)将冲击装置支撑环紧压在轧辊表面上，冲击方向应与试验面垂直；c)平稳地按动冲击装置释放钮。d)读取硬度示值。7.2.2.3硬度测试时，冲击装置应尽可能垂直向下，对于其它冲击方向所测定的硬度值，如果硬度计没有修正功能，应按GB/T17394中附录A进行修正。7.2.2.4对于小质量的轧辊，在试验时应予以适当的固定或耦合以保证冲击时不产生位移或弹动。7.2.2.5硬度测量时，两相邻压痕中心距离不应小于3mm。压痕中心距试样边缘的距离不应小于5mm，同一压痕不得重复冲击。7.3测试部位及点数7.3.1对锻钢冷轧工作辊及支承辊测试部位及点数应符合表1规定。辊身每条母线上测试点数应不少于3点。表17.3.2对使用条件要求严格的优质铸钢、铸铁轧辊，测试部位及点数应符合表2规定。表2辊身直径φmm母线数辊身每条母线测试点数各辊颈每条母线测试点数辊身辊颈辊身长度，mm辊颈长度，mm≤2000＞2000≤600＞600≤600223512＞6004235227.3.3一般用途的铸钢、铸铁及普通锻钢轧辊应至少在一条母线上测试，辊身不少于3个测试点，辊颈至少1个测试点。7.3.4带槽轧辊、片状轧辊等硬度测试一般应在工作面上进行，如测试困难可与用户协商确定。7.3.5冷轧工作辊及有软带要求的的其他轧辊，辊身两端软带不进行硬度测试。7.3.6测试点的硬度一般是指通过该点母线30mm线段内测试硬度的平均值。8数据处理8.1连续五次读数的算术平均值为该测试点的硬度值。8.2测试时，允许读到0.5个刻度时平均值应按GB8170规定修约到整数，允许读到0.1个刻度时平均值应修约到0.5个单位。8.3测试点硬度值分散度较大时，允许在该测试点范围内按7.2条重新测定。9试验报告辊身直径φmm辊身辊颈点距母线数各辊颈每条母线测试点数母线数辊身长度≤1200mm辊身长度＞1200mm≤300≤150≤2001～211＞300≤500322＞500422试验报告应包括以下内容：a.各测试点肖氏硬度或里氏硬度的算术平均值及本支轧辊的最大值、最小值；b.所用肖氏硬度计或里氏硬度计的型号；c.试验条件（支撑方式、测试方式、测试环境温度、测试方向等）；d.测试操作人员。附录A(资料性附录)HSD-HLD硬度换算表本对照表系采用肖氏硬度基准机和里氏硬度基准机在锻钢、铸铁、铸钢轧辊实物上进行硬度比对试验后,将数据数学归纳做出HSD-HLD硬度换算表.见表A1、A2、A3。表A1锻钢轧辊肖氏——里氏硬度换算表ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)3536373839517525532540548505152535462262863464064665666768697107157217267328081828384791796801805810959697989986386887287588040414243445555625695765825556575859653659665671677707172737473774274775375885868788898158208258308351001011021031048848888948989024546474849588594601608615606162636468368869369970475767778797647707757817869091929394839844849853858105106107108109906表A2铸铁轧辊肖氏——里氏硬度换算表ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)3030.53131.53232.53333.53434.53535.53636.53737.53838.53939.54040.54141.54242.54343.54444.54774814844884914954985025055095125165195235265305335375405435475505545585625665705745785814545.54646.54747.54848.54949.55050.55151.55252.55353.55454.55555.55656.55757.55858.55959.55855895925965996036066096126156186216246276306336366406436466496526556586606636666686716746060.56161.56262.56363.56464.56565.56666.56767.56868.56969.57070.57171.57272.57373.57474.56776806836876906936966997027057087117147177207237267287317337367397417447467487517537567587575.57676.57777.57878.57979.58080.58181.58282.58383.58484.58585.58686.58787.588761763766768771773776778781784786789791794796799801804806809811814816819821824826表A3铸钢轧辊肖氏——里氏换算表ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)ShoreD(HSD)Equotip(LD)2525.52626.52727.52828.52929.53030.53131.53232.53333.53434.53535.53636.53737.53838.53939.54414454484524554594624664694734764804834874904944975015045085115155185225255295325365395434040.54141.54242.54343.54444.54545.54646.54747.54848.54949.55050.55151.55252.55353.55454.55465505535575605645675715745785815855885925955996026066096136166206236276306346376406436465555.55656.55757.55858.55959.56060.56161.56262.56363.56464.56565.56666.56767.56868.56969.56496526556586616646676706736766796826856886916946977007027057077107127157177207227257277307070.57171.57272.57373.57474.575732735737740742745747750752755757附录B(资料性附录)硬度