测试硬度范文

测试硬度范文（精选7篇）

测试硬度 第1篇

羽毛球拍杆的软硬度分为硬、稍硬、适中、稍软、软五个等级[3,4]。软的羽毛球拍杆可以提升击球的深度, 节省力量。在球员力量相同的情况下, 拍杆越软对深度的控制性越好。然而, 拍杆软带来球拍的阻力增大, 减震性能降低, 不利于对球的方向性控制。相反, 硬的羽毛球拍杆其抗扭力性能提高, 减震性能好, 有利于对球方向性的控制。但是, 拍杆越硬, 球员在打球时越费力, 容易造成手臂疲劳和受伤。因而, 羽毛球拍杆偏软适合力量小的, 侧重于防守的选手;羽毛球拍杆偏硬适合力量较大, 侧重于进攻的选手。在2008年北京奥运会羽毛球比赛中, 中国选手林丹使用的球拍为AT700, 拍杆硬度为特硬, 拍杆结构为高弹性碳素, 镍钛合金;韩国选手李龙大使用的球拍为AT800DE, 拍杆硬度为硬, 拍杆结构为高弹性碳素纤维, 镍钛合金。由此可以看出前者侧重于进攻, 后者属于攻防兼备型。因此, 生产厂家或国家检验部门在检测羽毛球拍时, 如何用力学概念标明拍杆软硬度, 以及如何用现代测试手段准确测定拍杆软硬度显得尤为重要。

1 弹性测试法测定拍杆的软硬度

由现行的《中国人民共和国轻工行业标准——羽毛球拍》 (QB/T2770-2006) 可知[5], 测定羽毛球拍杆的软硬度方法为:将拍杆架在跨度l=230mm的两支点上, 纪录中心点的高度H, 在拍杆中心处施加静压力P (如图1所示) 。优等品P=300N, 一等品P=250N。测量并纪录拍杆受力点的高度H1, 然后撤去静压力, 测量并纪录拍杆受力点的高度H2。

H——中心点的高度, 单位为毫米 (mm) ;

H1——受静压力P时拍杆受力点高度, 单位为毫米 (mm) ;

H2——卸去静压力P后拍杆受力点高度, 单位为毫米 (mm) 。

拍杆加压下垂115~120mm为硬;120~125mm为稍硬;125~130mm为适中;130~135mm为稍软;135~140mm为软, 作为羽毛球软硬度判定标准。

以上测试方案有诸多不足, 一是软硬度涉及羽毛球拍杆的结构尺寸、材料、形状等因素;二是挠度测试法中, 羽毛球拍杆的变形难以测准;三是现行测试方法涉及羽毛球拍杆的大挠度变形问题, 等等。

2 随机振动法确定拍杆的软硬度

本文通过将羽毛球拍杆简化成一个弹性元件, 设计成单自由度的弹簧质量系统, 其简化模型如图2所示。用振动试验法实测系统的固有频率, 运用振动力学和材料力学理论推导出羽毛球拍杆的抗弯刚度公式, 从而计算出抗弯刚度值[2]。

由材料力学知, 等截面简支梁中点作用一载荷P, 其力学简化模型如图3所示。

则梁中点的静挠度为

由公式 (3) , 可得羽毛球拍杆的刚度系数为

由振动力学知[1], 单自由度的弹簧质量系统的固有频率f

将公式 (4) 、 (6) 联立, 得羽毛球拍杆的抗弯刚度公式

因此, 由公式 (7) 可知, 只要测出弹簧质量系统的固有频率, 就可以计算出羽毛球拍杆的抗弯刚度EI。由公式 (3) 可知羽毛球拍杆的抗弯刚度EI反比于拍杆的变形挠度。抗弯刚度越大, 羽毛球拍杆挠度越小, 拍杆越硬;抗弯刚度越小, 则拍杆的挠度越大, 拍杆越软。与现行弹性测试法相比, 用抗弯刚度来标定羽毛球拍杆的软硬度, 更加的科学、精确。

3 语结

本文首先叙述了羽毛球拍杆的软硬度对球拍使用性能的影响, 然后分析了现行羽毛球拍杆的软硬度测量方案的不足。本文主要运用振动力学和材料力学理论推导出羽毛球拍杆的抗弯刚度公式;采用振动试验法测出羽毛球拍杆的固有频率, 利用公式 (7) 可计算出拍杆的抗弯刚度值;提出以抗弯刚度来标定羽毛球拍杆的软硬度, 可将其值直接在成品羽毛球拍杆上标出, 供专业运动员及体育爱好者选择。此方案科学、简单、准确, 建议作为羽毛球拍生产和检验的行业标准。

参考文献

[1]扈英超.线性振动[M].北京:高等教育出版社, 1983.

[2]贾民平, 张洪亭, 周剑英.测试技术[M].北京:高等教育出版社, 2001.

[3]林青, 金强.羽毛球拍质量及性能评价指标[J].中国体育运动材料与装备, 2010, 24 (1) :28-29.

[4]朱其跃.羽毛球运动对改善社交焦虑人群现状的作用[J].科技信息, 2011, 24 (1) :837.

测试硬度 第2篇

片剂硬度测试仪行业概述

一、行业定义、基本概念

二、行业基本特点

三、行业发展潜力概述

第一章 片剂硬度测试仪行业国内外发展概述

一、国际片剂硬度测试仪行业发展总体概况

1．2010-2013年全球片剂硬度测试仪行业发展概况

2．主要国家和地区发展概况

3．全球片剂硬度测试仪行业发展趋势

二、中国片剂硬度测试仪行业发展概况

1．2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业发展概况

2．中国片剂硬度测试仪行业发展中存在的问题

第二章 2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业发展环境分析

一、宏观经济环境

二、国际贸易环境

三、宏观政策环境

四、片剂硬度测试仪行业政策环境

五、片剂硬度测试仪行业技术环境

六、国内外经济形势对片剂硬度测试仪行业发展环境的影响

第三章 片剂硬度测试仪行业市场分析

一、市场规模分析

1．2010-2013年片剂硬度测试仪行业市场规模及增速

2．片剂硬度测试仪行业市场饱和度

3．国内外经济形势对片剂硬度测试仪行业市场规模的影响

4．2013-2018年片剂硬度测试仪行业市场规模及增速预测

二、市场结构分析

三、市场特点分析

1．片剂硬度测试仪行业所处生命周期

2．技术变革与行业革新对片剂硬度测试仪行业的影响

3．差异化分析

第四章 片剂硬度测试仪行业生产分析

一、生产总量分析

1．2010-2013年片剂硬度测试仪行业生产总量及增速

2．2010-2013年片剂硬度测试仪行业产能及增速

3．国内外经济形势对片剂硬度测试仪行业生产的影响

4．2013-2018年片剂硬度测试仪行业生产总量及增速预测

二、子行业生产分析

三、细分区域生产分析

四、行业供需平衡分析

1．片剂硬度测试仪行业供需平衡现状

2．国内外经济形势对片剂硬度测试仪行业供需平衡的影响

3．片剂硬度测试仪行业供需平衡趋势预测

第五章 片剂硬度测试仪行业竞争分析

一、行业集中度分析

二、行业竞争格局

三、竞争群组

四、片剂硬度测试仪行业竞争关键因素

1．价格

2．渠道

3．产品/服务质量

4．品牌

第六章 片剂硬度测试仪下游行业分析

一、片剂硬度测试仪下游行业增长情况

二、片剂硬度测试仪下游行业区域分布情况

三、片剂硬度测试仪下游行业发展预测

四、国内外经济形势对片剂硬度测试仪下游行业的影响

第七章 行业盈利能力分析

一、2010-2013年片剂硬度测试仪行业销售毛利率

二、2010-2013年片剂硬度测试仪行业销售利润率

三、2010-2013年片剂硬度测试仪行业总资产利润率

四、2010-2013年片剂硬度测试仪行业净资产利润率

五、2010-2013年片剂硬度测试仪行业产值利税率

六、2013-2018年片剂硬度测试仪行业盈利能力预测

第八章 行业成长性分析

一、2010-2013年片剂硬度测试仪行业销售收入增长分析

二、2010-2013年片剂硬度测试仪行业总资产增长分析

三、2010-2013年片剂硬度测试仪行业固定资产增长分析

四、2010-2013年片剂硬度测试仪行业净资产增长分析

五、2010-2013年片剂硬度测试仪行业利润增长分析

六、2013-2018年片剂硬度测试仪行业增长预测

第九章 行业偿债能力分析

一、2010-2013年片剂硬度测试仪行业资产负债率分析

二、2010-2013年片剂硬度测试仪行业速动比率分析

三、2010-2013年片剂硬度测试仪行业流动比率分析

四、2010-2013年片剂硬度测试仪行业利息保障倍数分析

五、2013-2018年片剂硬度测试仪行业偿债能力预测

第十章 行业营运能力分析

一、2010-2013年片剂硬度测试仪行业总资产周转率分析

二、2010-2013年片剂硬度测试仪行业净资产周转率分析

三、2010-2013年片剂硬度测试仪行业应收账款周转率分析

四、2010-2013年片剂硬度测试仪行业存货周转率分析

五、2013-2018年片剂硬度测试仪行业营运能力预测

第十一章 片剂硬度测试仪行业重点企业分析（10家企业）

一、企业简介及主要产品

二、企业主要财务指标分析

三、企业竞争力分析比较

四、企业盈利能力

五、企业发展战略

第十二章 重点子行业分析

一、子行业发展现状

二、子行业发展特征

三、子行业发展趋势

四、国内外经济形势对片剂硬度测试仪行业子行业的影响

第十三章 区域市场分析

一、各区域片剂硬度测试仪行业发展现状

1．华东地区

2．华北地区

3．华中地区

4．华南地区

5．东北地区

6．西部地区

二、各区域片剂硬度测试仪行业发展特征

1．华东地区

2．华北地区

3．华中地区

4．华南地区

5．东北地区

6．西部地区

三、各区域片剂硬度测试仪行业发展趋势

1．华东地区

2．华北地区

3．华中地区

4．华南地区

5．东北地区

6．西部地区

四、重点省市片剂硬度测试仪行业发展状况

第十四章 片剂硬度测试仪行业进出口现状与趋势

一、出口分析

1．出口量及增长情况

2．片剂硬度测试仪行业海外市场分布情况

3．经营海外市场的主要品牌

4．国内外经济形势对片剂硬度测试仪行业出口的影响

二、进口分析

1．进口量及增长情况

2．片剂硬度测试仪行业进口产品主要品牌

3．国内外经济形势对片剂硬度测试仪行业进口的影响

第十五章 片剂硬度测试仪行业风险分析

一、片剂硬度测试仪行业环境风险

1．国际经济环境风险

2．汇率风险

3．宏观经济风险

4．宏观经济政策风险

5．区域经济变化风险

二、片剂硬度测试仪行业产业链上下游风险

1．上游行业风险

2．下游行业风险

3．其他关联行业风险

三、片剂硬度测试仪行业政策风险

1．产业政策风险

2．贸易政策风险

3．环保政策风险

4．区域经济政策风险

5．其他政策风险

四、片剂硬度测试仪行业市场风险

1．市场供需风险

2．价格风险

3．竞争风险

五、片剂硬度测试仪行业其他风险分析

第十六章 有关建议

一、片剂硬度测试仪行业发展前景预测

1．用户需求变化预测

2．竞争格局发展预测

3．渠道发展变化预测

4．行业总体发展前景及市场机会分析

二、片剂硬度测试仪企业营销策略

1．价格策略

2．渠道建设与管理策略

3．促销策略

4．服务策略

5．品牌策略

三、片剂硬度测试仪企业投资策略

1．子行业投资策略

2．区域投资策略

3．产业链投资策略

四、片剂硬度测试仪企业应对当前经济形势策略建议

1．战略建议

2．财务策略建议

图表目录：

图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业市场规模及增速

图表：2013-2018年中国片剂硬度测试仪行业市场规模及增速预测 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业重点企业市场份额 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业需求总量

图表：2013-2018年中国片剂硬度测试仪行业需求总量预测 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业需求集中度 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业需求增长速度 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业市场饱和度 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业供给总量

图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业供给增长速度 图表：2013-2018年中国片剂硬度测试仪行业供给量预测 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业供给集中度 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业销售量

图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业库存量

图表：2013-2018年中国片剂硬度测试仪行业产品价格趋势 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业利润及增长速度 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业销售利润率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业总资产利润率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业净资产利润率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业产值利税率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业总资产增长率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业净资产增长率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业资产负债率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业速动比率

图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业流动比率

图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业总资产周转率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业应收账款周转率 图表：2010-2013年中国片剂硬度测试仪行业存货周转率

测试硬度 第3篇

碳纤维的宏观力学性能由其微观结构所决定的, 力学性能不同的碳纤维其结构特征必然不相同。通过研究碳纤维的微观结构, 得出其力学性能的评价标准, 不仅可以为制备复合材料时如何选择碳纤维提供参考, 更可以为我国研制高性能的碳纤维提供理论依据[8,9]。

本研究主要用原子力显微镜对碳纤维进行力学测试, 经过一系列的测试和处理得出了一种定性评价碳纤维微区相对硬度的方法。碳纤维微区力学性能的分析, 对我们研究如何得到高品质、高性能的碳纤维有着重大的意义。

1 实验部分

1.1 样品制备

1.1.1 实验材料

日本东丽T700;国产相当于东丽T300, T700, 以及T800级碳纤维 (分别简称国产T300、国产T700、国产T800) ;丙酮。

1.1.2 样品除浆

将上述4种碳纤维放入丙酮中浸泡96h, 80℃下烘干备用。

1.1.3 样品剪切

将单根纤维切成小段, 置于玻璃基底上。

1.2 仪器设备

本实验采用日本精工 (Seiko) 公司SPA300HV型原子力显微镜进行测试, 因碳纤维具有高强度高模量特性, 需采用高硬度的单晶金刚石探针对碳纤维进行分析, 在测试前利用单晶基底对力曲线定标, 再对碳纤维作微观力学分析, 测试过程中用同一根探针, 以保证在测试过程中, 针尖半径及悬臂弹性模量恒定。对制得的样品在1μm×1μm微区范围内利用金刚石探针进行力学测试。

1.3 数据分析软件

原子力显微镜测试出的数据用Origin8.5软件处理, 得到4种碳纤维的力-位移曲线关系图, 再对图像进行整体分析[8]。

2 结果与讨论

2.1 AFM分析

图1是用Origin8.5软件处理后的4种碳纤维的力-位移曲线关系图。纵坐标代表在碳纤维微观力学分析过程中针尖对碳纤维所施加的压力, 单位为纳牛, 横坐标代表碳纤维和针尖悬臂在一定线性范围内总的形变量, 单位为纳米。

原子力显微镜测定过程中总形变量为:

其中:Z表示总的形变量;Ztip表示针尖悬臂的形变量;δ表示碳纤维的形变量。公式进一步表示为:

F表示为测定过程中的作用力;Ktip表示针尖悬臂的标称力常数。可从压力-位移曲线关系图中读出在受到相同压力F时, 不同碳纤维所对应的总形变量Z。将相同的F和不同Z代入公式 (2) , 测定过程中针尖悬臂的力常数Ktip是不变的, 得到2个δ不同的式子, 将两式相减, 得出δ的大小, 即碳纤维的形变量的大小[10]。

用Origin软件对图像进行分析, 取图中的日本东丽T700 (1号) 和国产T700 (2号) 2条力曲线, 当取纵坐标为F=1×104nN时, 读出测定过程中总的形变Z1=43.14nm, Z2=47.64nm。

测定过程中针尖悬臂的力常数Ktip是不变的, 则有:δ1-δ2=-4.5, 说明在测定过程中, 日本东丽T700的形变量小于国产T700, 即δ1<δ2, 根据Hertz模型:

其中, R原子力显微镜探针针尖末端半径, K为有效杨氏模量, 与针尖和碳纤维的杨氏模量以及泊松比有关, 其关系为:

其中, Ef, υf分别为碳纤维的杨氏模量和泊松比;Etip, υtip为针尖的样式模量和泊松比, 与针尖的材料有关。

由于本实验采用高硬度的金刚石探针, 其Etip很大, υtip很小, 并在测试中为恒量不变, 在对高强度碳纤维测试中, 使得K值对高强度碳纤维的模量变化更加敏感, 以保证测试过程中对碳纤维模量的判断与分辨。因此, 从分析中可以判断:有效杨氏模量越大, 则碳纤维的杨氏模量即硬度越大[10,11]。

由于δ1<δ2, 则K1>K2, 东丽T700的硬度大于国产T700。同理, 在F=1×104nN时, 比较得出上述4种碳纤维样品的硬度大小为:国产T800>日本T700>国产T700>国产T300。

2.2 高载荷下结果分析

从图1低载荷下的力曲线图中可以看出, 国产T300的斜率最低, 硬度相对最小;有部分 (主要为日本纤维) 力曲线压进部分为曲线, 原因可能有两种, 一是碳纤维本身的微观结构所导致;二是日本碳纤维的涂层影响了测量效果, 所以利用整体并不是很好比较。国产T700在小载荷下, 较日本T700碳纤维斜率略高, 并且出现了重合部分。由于但随着压力的上升, 日本T700斜率发生变化, 较国产T700的变化略大。如图2所示, 硬度由大到小为国产T800>日本东丽T700>国产T700。

3 结论

(1) 低载荷下, 硬度由大到小为国产T800>国产T700>日本东丽T700>国产T300, 高载荷下, 硬度由大到小为国产T800>日本东丽T700>国产T700。原因可能有两种, 一是碳纤维本身的微观结构所导致;二是日本碳纤维的涂层影响了测量效果。

(2) 在碳纤维的测试过程中, 若碳纤维形变量越小, 则有效杨氏模量越大, 即碳纤维硬度越大。

(3) 本研究通过对几种碳纤维的研究, 分析得出了一种表征评价碳纤维微区力学性能的方法, 即通过原子力显微镜对处理后的碳纤维进行力学测试, 数据经过origin处理获得了压进部分压力与行进曲线, 即部分力曲线, 通过力曲线的斜率来定性表示碳纤维的硬度, 一般力曲线斜率绝对值越高, 则硬度越大。

摘要：利用原子力显微镜, 采用高硬度单晶金刚石探针, 分别对经过处理的碳纤维进行力学测试, 样品的测试数据, 用数据处理软件origin处理后得到压力-位移曲线关系图。纵坐标代表在碳纤维的微观力学分析过程中针尖对碳纤维所施加的压力, 单位为纳牛, 横坐标代表碳纤维和针尖悬臂在一定线性范围内总的形变量, 单位为纳米。该方法得出的评价标准是可以通过力曲线的斜率来定性表示碳纤维的硬度, 一般力曲线斜率绝对值越高, 则硬度越大。

关键词：碳纤维,原子力显微镜,力曲线,硬度

参考文献

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[4]冯志海.关于我国高性能碳纤维需求和发展的几点想法[J].新材料产业.2010, (9) :19-24.

[5]芦长春.国际碳纤维产能持续增长及其市场现状[J].纺织导报, 2009, (3) :44-47.

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[8]金立国.我国碳纤维工业现状和碳纤维应用[J].全国合成纤维科技信息中心.上海.2008, (2) :33-38

[9]赵稼祥.是碳纤维的巨大市场, 还是对碳纤维工业的威胁——国外对中国碳纤维工业现状和发展的看法[J].高科技纤维与应用, 2005, 30 (4) :15-18.

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洛氏硬度与洛氏硬度计的研究 第4篇

1 洛式硬度的特点与原理

洛氏硬度试验采用测量压入深度的方法, 硬度值通过指示表或投影屏直接读出, 操作简单迅速, 工作效率高, 适合于成批量的零部件的检验。洛氏硬度试验法可以根据所测试样的不同而采用不同的压头——金刚石压头或钢球压头, 使用范围比较广泛。此外, 洛式硬度计操作方便, 容易掌握。因此, 洛式硬度试验在生产中得到广泛应用, 成为检验产品质量, 确定合理的加工工艺的主要手段。但由于压头及测量机构等对测量结果的影响因素较多, 致使它的准确度不如维氏、布氏硬度高。

洛式硬度试验法是美国人洛克威尔 (S.P.Rockwell和H.M.Rockwell) 于1919年提出的。洛式硬度的测定方法是:用规定的压头, 在先后施加的两个负荷 (预负荷F0和总负荷F) 的作用下压入试样表面, 在总负荷保持一定的时间后卸除主负荷F1, 保留预负荷, 测量其压入深度h1。以压入深度h1和在预负荷作用下的压入深度h0之差Δh表示洛式硬度的高低。深度差大, 说明硬度值低;深度差小, 说明硬度值高。以压头轴向位移0.002mm为一个洛式硬度单位, 一般从指示表盘上直接读出。洛式硬度计之所以施加预负荷, 是为了保证测试时起始基线的正确, 防止测试技术上的不可靠性, 防止有些材料金相组织及表面质量的不可靠性所造成的影响, 并可以消除弹性作用。

2 洛氏硬度计技术参数对硬度示值的影响分析

2.1 负荷误差对硬度示值的影响

多次试验表明, 预负荷误差对硬度示值的影响是:对高硬度范围影响低, 对低硬度范围影响高;而总负荷误差对硬度示值的影响是:对低硬度范围影响较显著对高硬度范围较轻微。总的来说, 洛式硬度计负荷误差, 预负荷在±2%以内, 总负荷在±0.5%以内, 对硬度示值的影响较小, 所以在调整硬度计时, 一定要将负荷调整到规定的误差范围内。

2.2 主负荷施加速度的影响

主负荷施加速度对高硬度值影响较大, 对低硬度影响较小, 主负荷施加速度高时获得的硬度值常常低于施加速度低时的硬度值, 所以, 检定规程规定, 主负荷施加速度指针由动到停的时间为3s~6s。

2.3 总负荷保持时间对硬度示值的影响

总负荷保持时间越长, 获得的硬度值越低, 我国规定保持负荷时间为10s。

2.4 洛式压头对硬度示值的影响

金刚石圆锥体压头其圆锥角一般为120°, 允许误差为±30″;常用的钢球压头直径为1.588mm, 允许误差为±0.002mm在实际中, 非常理想的压头是很少见的, 因此对硬度示值的大小也存在着一定的影响。

2.5 测量指示系统对硬度示值的影响

测量指示系统对硬度示值的影响较显著, 最常见的测量指示装置是百分表, 用于硬度计的表头百分表要求在±0.5刻度范围内。

3 洛氏硬度计使用中经常出现的问题及解决办法

3.1 予负荷超差或不稳定

出现这种故障的原因是: (1) 游码在负荷杠杆上的位置不对, 用专用测力计调整游码的位置即可。 (2) 主轴系统锈蚀, 有污物引起主轴系统运动时摩擦力增加, 清洗主轴系统就行了。 (3) 指示器的测杆弯曲, 要拆下指示器精确检查测杆弯曲部位, 精心校直。 (4) 吊杆长度过短, 上升丝杠, 顶起主轴, 待指示器小针超过红点, 大指针转过零位0.25~0.5圈时, 继续上升丝杠, 感到有阻力即可。

3.2 加完予负荷, 对好零位后大指针发生微小的移动

原因是: (1) 指示器未可靠的固紧在机架上, 固紧指示器就行。 (2) 指示器测杆的接杆镙丝或测头松动, 拧紧指示器测杆的接杆镙丝或测头。

3.3 加主负荷过程中指针走动不均匀

原因是: (1) 指针与表盘有摩擦, 调整好指针与表盘的距离就行。 (2) 指示器部分有摩擦造成运转不灵活, 调修好指示器就行。 (3) 主轴、缓冲器系统摩擦力太大, 用研磨、清洗等方法减小其摩擦。 (4) 指示器测杆下端与帽套有擦靠, 安装正指示器或帽套即可。

3.4 加荷速度调整不到合适范围

原因是: (1) 速度太快系油太稀或油针尖端磨损封闭性不够, 更换粘度合适的油研磨修理油针就行。 (2) 速度太慢系油太粘或油变质脏污, 清洗油缸及活塞等部件后换上较稀的油即可。 (3) 速度不平稳定系油缸内有空气或活塞上下运动受到较大的摩擦力, 在未加荷状态下, 往返推动加荷手柄数次使缓冲器活塞上下运动, 以排除空气或研磨油缸和活塞减小摩擦。

3.5 加完总负荷时指针跳动

原因是: (1) 砝码与托盘之间有粘附, 擦净油污。 (2) 机体或缓冲器缸体未安装水平, 调整好水平就行。

4 洛式硬度计调整过程中, 高硬度范围硬度值偏低, 低硬度范围硬度值偏高影响因素的探讨

在洛式硬度计检定和调修的过程中, 大多数硬度计经调整后能达到检定规程的要求, 但也有些硬度计经调整后总达不到, 或者勉强达到要求的, 始终存在高硬度范围总是低于标准硬度块的标准值, 而低硬度范围总是高于标准硬度块的标准值的情况。这是什么原因呢?应该怎样消除呢?4.1一般情况下, 由技术参数 (如负荷、压头锥角等) 对硬度示值的影响形成的误差有的可以形成积累误差, 有的可以相互抵消, 有时, 由于百分表使用不当或使用太久, 各个部件间的磨损造成的误差也是比较大的

以上是技术参数影响带来的示值误差, 也是引起硬度计“低值高, 高值低”的原因之一。

4.2 负荷的施加与卸除不正确的影响加卸

负荷不平稳, 这是比较严重的影响因素, 这种影响对高硬度范围影响小, 对低硬度范围影响大

4.3 摩擦力的影响

摩擦力对硬度示值有显著的影响, 而且对HRC硬度, 高、中、低范围的影响是不同的, 对低硬度范围影响最大。主轴系统的磨损也是造成摩擦力大的原因之一, 由于杠杆所传递的力都要通过主轴压入试件, 压入深度与主轴摩擦力成反比而与硬度值成正比, 即摩擦力大硬度值高;而主轴的轴向移动与摩擦力成反比, 试件被压入深度的不同其摩擦力的影响也不同, 试验结果表明, 对压入深的试件影响较大。所以, 主轴摩擦力大的硬度计, 低硬度范围往往总是偏高的。

5 结语

洛氏硬度计使用过程中经常出现的问题基本上就上面所列这些, 这是本人在实际工作中经验的总结, 分析比较粗浅, 仅供在调整硬度计的过程中作为参考。

摘要：硬度试验无论是在机械制造、精密仪器仪表中, 还是在造船, 航空, 航天工业中, 从生产到科研, 从选材、加工到成品, 都是不可缺少的试验手段。它在提高产品质量、改进生产工艺方面, 起着十分重要的作用。硬度还是保证产品内在质量的主要手段。在生产中, 不仅对零件的成品要进行硬度检验, 就是在加工过程中, 也要知道材料的硬度范围, 才好选定加工程序和工具, 避免发生故障和造成浪费。因为硬度与金属、合金的化学成分和金相结构有一定的关系, 所以硬度试验也是一种很好的理化分析和金相研究的方法。可见, 硬度试验在促进国民经济的发展中起着极其重要的作用。

不同基体硬度对氮化层硬度的影响 第5篇

关键词：基体硬度,渗氮硬度,渗层深度

1引言

韶关市第二技师学院的热处理中心在对外企业加工过程中, 常用的离子渗氮材料有40Cr、45、38CrMoA1等, 零件经离子渗氮处理后, 可显著提高表面硬度、耐磨性及疲劳强度等。在浅层氮化生产中, 40Cr、45常出现硬度不足的问题, 为了解决生产过程中出现的问题, 本文通过对常用渗氮材料调质后不同基体硬度进行渗氮处理, 研究不同基体硬度对氮化硬度的影响。

2实验

2.1 实验材料及设备

(1) 实验材料:

40Cr, 38CrMoAl, 45, 试样尺寸:Φ25×30mm, 精磨后表面粗糙度Ra3.2, 各取30个。

(2) 试样的加工。

试样按照与渗氮零件相同的方式进行以下工序加工:下料一粗车一调质一精车一精磨。通过调节回火温度以得到不同的基体硬度。

具体调质工艺及调质后的基体硬度见表1, 表2。

(3) 试验设备:

LDMC一30F钟罩式离子渗氮炉, 工作室尺寸600X800 mm, 数显HV-50维氏硬度计。

2.2 实验方案

离子渗氮渗速快, 组织和结构易于控制, 温度可在480～570℃范围内选择, 渗氮后表面硬度比气体渗氮高, 硬度梯度也比较平缓[1,2]。离子渗氮工件变形量很小, 可以达到零变形。离子渗氮的表面硬度在一定渗氮温度范围内存在最大值[3], 渗氮温度越高, 表面硬度越低, 但渗氮速度越快。45钢在480～530℃温度范围内渗氮, 可以获得HV5600的表面硬度, 40Cr在480～530℃温度范围内渗氮, 可以获得HV5600的表面硬度, 38CrMoAl在在500-550℃温度范围内渗氮, 可以获得HV51000的表面硬度。

离子氮化短时间保温, 也可以获得较高的表面硬度[4]。渗氮时间延长, 渗层加深, 表面硬度提高, 硬度梯度也趋于平缓。结合院热处理中心加工的生产实际, 制定以下工艺:

(1) 浅层氮化:温度:520℃;保温时间:20小时。

(2) 深层氮化:温度:520℃;保温时间:40小时。

2.3 实验结论及讨论

(1) 基体硬度对渗氮层表面硬度的影响见表3。

从表3上可以看出:随着40Cr、45、38CrMoALA钢调质后基体硬度的提高, 渗氮硬度提高, 其中, 对于浅层氮化, 调质后的基体硬度对渗氮硬度影响显著;而对于深层氮化, 调质后的基体硬度对渗氮硬度影响较小。

(2) 比较金相图谱图1和图2可以得出:

随着回火温度的提高, 一方面会减少合金氮化物的形成数量, 从而导致渗氮硬度的下降, 另一方面材料基体中合金碳化物逐渐聚集长大, 减小了碳化物的弥散度, 从而降低了渗氮时对氮渗入的阻力, 渗氮速度加快, 渗氮层深度加深。

(3) 比较金相图谱图1和图3可以得出:

渗氮时间延长, 渗层加深, 氮化物的弥散度也越高, 表面硬度提高, 硬度梯度也趋于平缓。

3结论

3.1 对于浅层氮化, 40Cr、45、38CrMoAl材料调质后的基体硬度对渗氮层硬度影响显著。提高其基体硬度, 渗氮层硬度明显提高。

3.2 对于浅层氮化, 将45、40Cr材料的基体硬度提高至HB260～300、38CrMoAl基体硬度提高至HB240～280, 可有效解决渗氮零件表面硬度不足问题。

3.3 对于深层氮化, 40Cr、45、38CrMoAl材料调质后的基体硬度对渗氮层硬度影响较小。40Cr、45材料的渗氮层表面硬度大于650HV5, 38CrMoAl材料渗氮层表面硬度可达1100HV5。

3.4 延长渗氮时间, 渗层加深, 表面硬度提高, 硬度梯度也趋于平缓。

参考文献

[1]胡丽娟等.钢铁化学热处理原理[M].上海:上海交通大学出版社, 1996

[2]安正昆.钢铁热处理[M].北京:机械工业出版社, 1985

[3]中国机械工业学会热处理学会《热处理手册》编委会, 热处理手册第2卷

测试硬度 第6篇

邵氏(Shore)硬度计,以价格经济、机构简单、规格齐全、操作灵活、测量快捷等优势得到最大范围的认可,广泛用于生产制造、检验机构等部门对橡胶制品硬度进行测量的计量器具。邵氏硬度试验也是许多行业制定标准时对有关橡胶硬度评定首选的方法。由于多个相关邵氏硬度计的标准交叉的原因,各个地区、行业、人员在依据GB/T531.1和使用邵氏硬度计上存在分歧,这种分歧从某种意义上是有利于邵氏硬度的发展,但却不利于邵氏硬度的统一。因此,必须对GB/T531.1有一个较为全面的读解。

2 标准基本内容部分

GB/T531.1-2008等同采用ISO7619-1:2004,同时参考文献GB/T6031-1998(idt 48:1994),是现行有效的法规性文献。在GB/T531.1中主要可分为五大方块:(1)邵氏硬度测量法使用的范围;(2)邵氏硬度计的要求;(3)被测物体的要求;(4)测量过程的要求;(5)测量结果的内容。

第一方块部分GB/T 531.1介绍了邵氏硬度测量适合和选择范围要求(如图1所示)。这是由于邵氏硬度在测量时,应尽可能地在有效测量段落上得到最充分的体现,以避免测量段落使用的极端性出现。因此、应用邵氏硬度测量时应遵循这个选择原则。

第二方块对邵氏硬度计给出了各个基本参数的要求。这是GB/T531.1最为重点和最为核心的部分。由第一块测量段落选择引出了邵氏测量所需要3个基本类型:AO、A、D,他们分别相对应于低、中、高硬度范围的橡胶制品。在这3个基本类型中最常用的就是中段硬度的A型。我们知道橡胶具有其特殊性,它是不会用以单纯性支撑承载的用途的,橡胶制品大多不会非常厚,而薄橡胶件是最常见的。为了满足薄橡胶件的测量要求,因此有了AM型。从AM型的压针形状和参数看,它似近于D型,我们因此可以简单地将其看成是测量薄件的D型。此方块分别给出AO、A、D、AM型4个硬度计的压足面最小尺寸、压足孔径、压针几何尺寸、压针伸出量等参数要求,这是要进行邵氏硬度测量时硬度计所必须达到的最基本质量要求,也可以说只有符合这个要求的硬度计,才能具有进入下一步测量橡胶制品的前提,否则测量结果将失去意义。

第三方块对被测物体的要求。对被测物体的规范要求是使用合格硬度计进行测量的获取正确数据的条件,因此,这部分是GB/T531.1次之重要的部分。我们知道,任何仪器设备都不可能是万能的,都会有使用的最基本条件要求。作为测量器具的邵氏硬度计也同样需要对被测物体有一定的最基本要求,使被测物体能与器具配合得到最为准确、可靠的测量数据,以正确反映被测物体的真实状态。

第四、第五方块部分则分别对使用邵氏硬度计,依据GB/T531.1测量时,测量操作过程、测量数据、结果表达等的要求。

为了快捷、简便、有效、充分认知这4种类别邵氏硬度,我们将其进行列表比对,以此能找出它们的共通点和差异性(见表1)。

3 依据标准时出现的疑惑点

在使用GB/T531.1时,由于硬度测试结果应用各不相同,部分企业、审核机构等操作人员对该标准中描述内容有多种理解。

3.1 对“压足尺寸及其孔径”的问题

GB/T531.1对各类型邵氏计的压足尺寸作了最低下限的要求,除了特殊用途的邵氏硬度计(如:REX和MFG的Shore A只有Φ10mm),绝大多数产品都是满足这一要求的。孔径要求是使压针与内孔缘有足够而又明显的间隙,能完全地、顺畅地通过而无任何黏连。这两个指标极其容易实现的,即使是真的差一点,对硬度值也没能产生决定性显著的影响,所以,计量检定部门不作此项的测量。

3.2 对“压针伸出量”影响的问题

X-硬度范围;a-低硬度部分;b-常规硬度部分;c-高硬度部分

压针伸出量对硬度值的影响是绝对的,非常大的。以2.5mm伸出量100个硬度单位计算,每0.025mm是一个硬度单位的量。在同样的物体测量时,伸出不足2.5mm时硬度值偏低,反之则高。当测量机构比例是线性时,就伸出量自身而言,其对示值全程的影响是均等的。

3.3 对“测量机构的影响”的问题

在GB/T531.1包括ISO7619原文中均没有给出这一偏差的具体要求,它是将测量机构与压针伸出量结合在一起,通过(2.50±0.02)mm及(1.25±0.01)mm,在0伸出量为100来推断的。在实际当中,硬度计的0点和满量程点都不可能恰好为0偏差,以±0.02mm及±0.01mm计算得到GB/T531.1及ISO7619要求伸出量总量的偏差为0.8硬度,这个偏差的影响是对所有所测得每一个数据都产生的(见表2)。由此推断,当硬度计在对0点及100点时,如有偏差,允许他们两个的绝对值之和应不大于0.8个硬度,如果超出了则视为不符合要求。在JJG 304邵氏硬度计检定规程中,0点及100点的偏差为±0.5HA,要求更为明确具体。

其实,压针的伸出量和测量机构并不是同一会事,也未必是对应同等比例关系,只是它们相互关联在一体。由于测量的深度仅有2.5mm或1.25mm,硬度计都须将测量结果进行过放大处理,而市场上的邵氏硬度计的测量机构大部分是由圆形或扇形齿轮传递并放大处理的,因此测量机构的检测也是非常必要的。通过对测量机构的检定和要求,能有效地整体控制硬度计测量准确性。针对测量机构,JJG304邵氏硬度计检定规程要求对1.25mm时的指示值进行测量。

3.4 关于“硬度示值与试验力的关系”的问题

在现行所有关于邵氏硬度计测量的有效方法文件中,规定其硬度计是分部测量法(即对所有影响相关的参数进行分别测量),这是由邵氏硬度测量的特殊性决定的。它分别与硬度计的压针几何尺寸、伸出长度、测量机构、弹簧试验力、压足贴紧状态、压入速度、试验保持时间等因素有关联。其中前面4项是硬件的因素,2、3、4项影响最大;后面3项与经验、要求、操作等有关。在硬度计使用时,它们都是相关联一起相互作用的。我们不能知道伸出量有偏差,进行修正使用,因为伸出量的长短影响着弹簧的伸缩;也不能知道试验力的偏差进行修约,因为压头的尺寸影响试验力作用的大小等等。由此我们也可以看到邵氏硬度的测量都是,在某一硬度点上所产生的试验力,而不是倒过来,某一试验力时为多少“硬度”。这是“硬度”包含了所有参数影响下的综合量值,综合值与单一值是不存在双向互换关系的。如按F=0.55+0.075HA计算,60HA时的试验力是5.05N,但不能说5.05N就是60HA,更加不允许将试验力的偏差换算成硬度值进行修正使用。

在这里要明确的是,JJG304邵氏硬度计检定规程中试验力的偏差要求,是相对于1个硬度单位而言的,它较GB/T531.1及ISO7619的要求要宽。对于现行,由丝杆接触导向在弹簧力作用下,经齿轮传递的邵氏硬度计,要达到GB/T531.1及ISO7619的要求不是容易的事。在试验力的要求上,现行有效的国际标准均存在差异。以A型、D型为例(见表3)。

3.5 使用“支架、砝码”的问题

邵氏硬度计的使用有两种状态,手持使用或支架固定使用。我们知道,硬度计的压针在弹簧力的作用下伸出于压足面,使用时要使压足面贴紧试样表面,就一定要用大过压针作用的弹簧力才能实现。弹簧力在满量程100时是最大的,因此,贴紧力就有最低下限的要求。在手持测量时,贴紧力是无法评定的,当用支架固定使用时,贴紧力则由配置的砝码实现。

必须注意的是:(1)在砝码重量产生的力偏差,对硬度值的测量没有明显决定性的影响,如果有,是绝对不允许可以同时两种状态采集数据的。由于这一指标要求在生产上易于实现,且对测量数据无影响,所以计量检定部门不必对其测量。(2)压足面与工作台支撑面一定是平行无缝隙接触,且指示器在最大量程的100点状态,否则不能进行测量。这点是所有相关邵氏标准中都没有涉及。

3.6 “测量保持时间”和“测量数据”的问题

在GB/T531.1及ISO7619中明确给出测量时试验力保持的时间,硫化橡胶为3s;热塑橡胶为15s。这是共同默认时间,当不是在这个时间所得的数据,一定要在数据后面作时间的标注,以此特别提示。这是为避免弹性橡胶在不同的时间段蠕动时,所获取数值差异的影响。

在橡胶硬度的测量中,一般测量取点5次,GB/T531.1及ISO7619标准是以测量得到的中值为最终测量结果。在用中值表述时要注意,在同等条件下测量结果的横向比较差别可能会较大,而采用5次的平均值表述,其数据横向比较会较为接近。

3.7 硬度计“校准”与“核查”的问题

按GB/T531.1的要求,校准一项,核查二项。由内容看我们能够知道校准是由外单位检定部门进行,核查是由硬度计使用部门定期日常进行。

对硬度计定期的校准是非常必要的。通过校准能够清楚地知道硬度计经连续使用后各相关指标参数的状况,以便及时调整设备的使用,确保硬度计量值的准确性和产品质量的稳定性。在GB/T531.1及ISO7619同时提到硬度计按ISO18898进行校准。

核查的第一步是,硬度计在平面玻璃上进行,贴紧并调至为100。能够被允许在这种情形下“调整为100”,是因为认为,硬度在低范围的影响较高范围的影响要小,且(0~30)HA不被允许使用。在ISO7619原文中此处的100是不带后面“IRHD”的,如果一定得加“IRHD”,可以认为shore A硬度计压玻璃平板时最大硬度相等于IRHD的100。

核查的第二步是由IRHD N(橡胶国际硬度-常规法)标准硬度块实现。用标准块是ISO7619标准中较先提出的,它的目的是希望能在某种程度上解决邵氏硬度无法进行综合示值评定。由于邵氏硬度计在机构和测量原理上的客观局限限制,暂时还不能进行高准确性综合示值的溯源,因此,选用更为准确可靠的,由球体压头在恒定试验力下测量的IRHD数值进行比较。这在主观上是可行的,因为由标准物质的比较总比无法评定更为来得实际。客观上也是可行的,因为IRHD的测量准确性、稳定性都较shore要更好,IRHD的标准块早已存在。

IRHD N的测量范围(30~95)IRHD,所使用的硬度块通常在(40~90)IRHD。Shore A测量的范围是(30~90)HA,IRHD N的标准块刚好落在Shore A测量范围内。在使用IRHD N的标准块的数据时应该注意,IRHD N数值与Shore A数值的差异。两个测量原理方式的不同,测量结果的差异必然客观地存在,换句话说,就是不可能刚好一点不差地一一对应。

3.8 IRHD N与Shore A硬度值的关系问题

GB/T531.1及ISO7619同时提到Shore A硬度计使用IRHD N标准硬度块,是源于ISO 48中3.1的“b)for highly elastic rubbers, the IRHD and Shore A scales are comparable.”以及BROWN,R.P橡胶物理试验.chapman and Hall,London,1996和OBERTO S,橡胶化学技术.1955,28,1054. IUVE A E,橡胶技术.1957,30,267.

在实际测量当中,也许是基于某种因素,我们并没有实现真正意义上的“comparable(相似的、近似的)”。我们分别选用两台经检定合格的硬度计在同一套硬度块上进行两次数值比较,比较结果见表4、表5。

通过上面两组数据,我们不难得出这样的结果:(1)IRHD N数值较Shore A数值要高;(2)IRHD N硬度计与Shore A硬度计在低端及高端差值约为1,中间相差约为2~3;(3)IRHD N硬度计较Shore A硬度计更为稳定。

3.9 硬度计校准测量点的问题

在对硬度计使用的相关部门进行检查时,有一些考核人员要求硬度计的检定点应包含有测量试样的测量点。这是不合理的。首先,计量部门对邵氏硬度计整机的检定是依据有效JJG304进行,是经过严格制定颁布实施的。检定是已经包括了仪器所适用的范围,只要使用部门测量的段落是落在检测的段落内,就应该是已知受控的。如果使用部门的测量段落超出了标准设备要求规定的范围而又一定要使用却没有被检定含盖的,另当别论。其次,绝大部分的监督、检查、测试都是按章抽取进行,以多个局部表示整体现象。计量检测部门的检定不可能也不应该以只应使用部门要求,检定一两个点来证明整机的状况的。再有,考核人员如果对仪器检测报告的内容、项目、方法、数据等存有疑问,可向报告签发部门、上级行政部门或标准制定部门提出非议。

4 结论

在依据GB/T531.1或ISO7619使用邵氏硬度计检测时,理解并严格按照标准进行采集数据,当超出标准要求状态的一定要加以标注说明。同时也要了解与其相关或同时采用的标准,了解邵氏硬度计的原理、机构。并清楚邵氏硬度计检测报告上提供的项目内容及数据所反映的状况。只有在这个基础上才能更好地完善和利用邵氏硬度计进行测量,以达到实现产品质量持续有效的稳定。

怎样测量石材硬度 第7篇

石材的硬度是指石材抵抗其他物体机械侵入的能力。它与石材的矿物成分、结构、构造有关。

石材的硬度通常分为相对硬度和绝对硬度。相对硬度的测量方法是:选用10种矿物为标准, 按其相对硬度的大小分为10级。相对硬度是由矿物学家莫尔制定的, 所以也称之为莫氏硬度。莫氏硬度不具有严格的量化标准, 因此在分析石材的性能中较少应用, 但因为莫氏硬度使用方便, 所以在缺乏专用设备时可用以大致地判断岩石的类型或矿物种类。例如铁的莫氏硬度为5~5.5, 所以用小刀是无法在花岗石上刻下痕迹的, 而大理石中的矿物硬度大多小于4, 可以被小刀所刻划, 所以用小刀就可以区分出石材所属的岩石大类。绝对硬度的测量方法是:绝对硬度是利用硬度计进行测定的。根据测定时施加负荷的方式又可分为静态硬度和动态硬度。静态硬度又分努普硬度和维氏硬度, 分别用符号HK和HV表示。动态硬度又称肖氏硬度, 用符号HS表示。石材属于脆性材料, 较适合使用肖氏硬度计进行石材的硬度测定。通常大理石的肖氏硬度在35~55之间, 花岗石的肖氏硬度通常在70~95之间, 有的可以高达110以上。