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热处理工件硬度的检测方法


热处理工件硬度的检测方法
表面热处理分为两大类,一类是表面淬火回火热处理,另一类是化学热处理,其硬度检验方法如 下: 1、表面淬火回火热处理 表面淬火回火热处理通常用感应加热或火焰加热的方式进行。 主要技术参数是表面硬度、 局部硬 度和有效硬化层深度。 硬度检测可采用维氏硬度计,也可采用洛氏或表面洛氏硬度计。试验力 (标尺) 的选择与有效硬化层深度和工件表面硬度有关。

维氏硬度计、 表面洛氏硬度计和洛氏 硬 度计试验的选择可参照表 1、表 2 和表 3。 表1 维氏试验力的选择 最低表面硬度(HV) 最低表面硬度(HV) 400~500 - HV0.5 HV0.5 HV0.5 HV1 HV3 HV5 HV5 HV10 HV10 HV10 HV10 HV30 HV30 HV50 HV50 HV50 HV50 HV100 >500~600 HV0.5 HV0.5 HV0.5 HV1 HV1 HV3 HV5 HV5 HV10 HV10 HV10 HV30 HV30 HV50 HV50 HV50 HV100 HV100 HV100 >600~700 HV0.5 HV0.5 HV1 HV1 HV1 HV3 HV5 HV10 HV10 HV10 HV30 HV30 HV50 HV50 HV50 HV50 HV100 HV100 HV100 HV0.5 HV1 HV1 HV1 HV1 HV3 HV5 HV10 HV10 HV30 HV30 HV50 HV50 HV50 HV50 HV100 HV100 HV100 HV100 >700 度 /mm 0.05 0.07 0.08 0.09 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.65 0.7 0.75 0.8 0.9 1.0 最小有效硬化层深

表2

表面洛氏硬度标尺的选择 最低表面硬度( 表示) 最低表面硬度(以 HR…N 表示) >85~88 >88 60~68 >68~73 >73~78 >78 44~45 >54~61 >61~67 >67

最小有效硬化层 深度/mm 深度/mm 0.1 0.15 0.2 0.25

82~85 HR15N — — HR15N HR15N

HR15N HR15N HR30N HR30N HR30N HR30N HR45N HR45N HR45N HR45N — HR15N — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

HR15N HR15N — HR15N HR15N — HR15N HR15N —

HR30N —

HR30N HR30N —

0.35 0.4 0.5 >0.55

HR15N HR15N HR15N HR15N

HR15N HR15N —

HR30N HR30N HR30N —

— —



HR45N

HR15N HR15N HR30N HR30N HR30N HR30N — HR15N HR15N HR30N HR30N HR30N HR30N —

HR45N HR45N

HR45N HR45N HR45N

HR15N HR15N HR30N HR30N HR30N HR30N HR45N HR45N HR45N HR45N

表 3 洛氏硬度标尺的选择 最小 有效 硬化 层深 度/ mm 0.4 0.45 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.2 — — — HRA HRA HRA HRA HRA — — HRA HRA HRA HRA HRA HRA — HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA HRA — — — — — — — HRC — — — — — — HRC HRC — — — — — HRC HRC HRC — — — — HRC HRC HRC HRC 70~75 >75~78 >78~81 >81 40~49 >49~55 >55~60 >60 HRA 最低表面硬度 HRC

表 1~表 3 分别是采用维氏硬度计、表面洛氏硬度计和洛氏硬度计时,对应于不同的热处理工件 表面硬化层深度和热处理工件表面硬度值维氏硬度试验力和洛氏、表面洛氏硬度标尺的选择表。 由表 1~表 3 可知: 1.1 维氏硬度计是测试热处理工件表面硬度的重要手段,它可选用 0.5~100kg 的试验力,测试薄 至 0.05mm 厚的表面硬化层,它的精度是最高的,可分辨出热处理工件表面硬度的微小差别。另 外,有效硬化层浓度也要由维氏硬度计来检测,所以,对于进行表 面热处理加工或大量使用表 面热处理工件的单位,配备一台维氏硬度计是有必要的。 1.2 表面洛氏硬度计也是十分适于测试表面淬火工件硬度的, 表面洛氏硬度计有三种标尺可以选 择。可以测试有效硬 化深度超过 0.1mm 的各种表面硬化工件。尽管表面洛氏硬度计的精度没有 维氏硬度计高,但是作为热处理工厂质量管理和合格检查的检测手段,已经能够满足要 求。况 且它还具有操作简单、使用方便、价格较低,测量迅速、可直接读取硬度值等特点,利用表面洛 氏硬度计可对成批的表面热处理工件进行快速无损的逐件检 测。这一点对于金属加工和机械制 造工厂具有重要意义。 1.3 当表面热处理硬化层较厚时,也可采用洛氏硬度计。当热处理硬化层厚度在 0.4~0.8mm 时, 可采用 HRA 标尺,当硬化层厚度超过 0.8mm 时,可采用 HRC 标尺。 1.4 维氏、洛氏和表面洛氏三种硬度值可以方便地进行相互换算,转换成标准、图纸或用户需要 的硬度值。相应的换算表在国际标准 ISO、美国标准 ASTM 和中国标准 GB/T 中都已给出。在沈阳 天星网站的技术资料栏目中这三种换算表都可以找到。 2、化学热处理 化学热处理是使工件表面渗入一种或几种化学元素的原子, 从而改变工件表面的化学成分、 组织 和性能。经淬火和低温回火后,工件表面具有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度,而工件的芯部 又具有高的强韧性。

化学热处理工件的主要技术参数是硬化层深度和表面硬度。 硬化层深度还是要用维氏硬度计来检 测。检测从工件表面到硬度降到 50HRC 那一点的距离。这就是有效硬化深度。 化学热处理工件的表面硬度检测与表面淬火热处理工件的硬度检测相近,都可以用维氏硬度计、 表面洛氏硬度计或洛氏硬度计来检测,只是渗氮厚的层度较薄,一般不大于 0.7mm,这时就不能 再采用洛氏硬度计了。 3、局部热处理 零件如果局部硬度要求较高, 可用感应加热等方式进行局部淬火热处理, 这样的零件通常要在图 纸上标出局部淬火热处 理的位置和局部硬度值。零件的硬度检测要在指定区域内进行。硬度检 测仪器可采用洛氏硬度计,测试 HRC 硬度值,如热处理硬化层较浅,可采用表面洛氏硬度 计, 测试 HRN 硬度值。

黑色金属硬度及强度换算值(GB/T1172-1999)

附表 3 黑色金属硬度及强度换算值 硬 度 洛 氏 HRC 20.0 20.5 21.O 21.5 22.O 22.5 23.O 23.5 24.O 24.5 25.O 25.5 26.0 26.5 27.O 27.5 28.O 28.5 29.0 29.5 30.O 30.5

HRA 60.2 60.4 60.7 61.O 61.2 61.5 61.7 62.O 62.2 62.5 62.8 63.O 63.3 63.5 63.8 64.O 64.3 64.6 64.8 65.1 65.3 65.6

表面洛氏 HR15N HR30N

HR45N

维 氏 HV

布氏(F/D2=30) HBS HBW

68.8 69. 40.7 41.2 19.2 19.8 226 O 69.3 69.5 41.7 42.2 20.4 21. 230 O 69.8 70. 42.6 43.1 21.5 22.1 235 O 70.3 70.6 43.6 44. 22.7 23.3 24l O 70.8 71.1 44.5 45.0 23.9 24.5 247 71.4 71.6 45.5 45.9 25.1 25.7 253 71.9 72.2 46.4 46.9 26.3 26.9 259 72.4 72.7 47.3 47.8 27.5 28.1 266 73.0 73.3 48.3 48.7 28.7 29.3 273 73.5 73.8 49.2 49.7 29.9 30.5 280 74.1 74.4 50.2 50.6 31.1 31.7 288 74.7 74.9 51.1 51.6 32.3 32.9 296 75.2 75.5 52. 52.5 33.5 34.1 304 O 75.8 76.1 53. 53.4 34.7 35.3 313 O 76.4 76.7 53.9 54.4 35.9 36.5 32l

228 233 238 244 250 256 262 269 276 284 292 300 308 317 326

225 229 234 240 245 25l 257 263 269 276 283 29l 298 306 314

227 232 237 242 248 254 260 266 273 280 287 294 302 310 318

31.0 31.5 32.0 32.5 33.O 33.5 34.O 34.5

65.8 66.1 66.4 66.6 66.9 67.1 67.4 67.7

适用于含碳量由低到高的钢种) ( 适用于含碳量由低到高的钢种) 抗拉强度 ób/MPa 碳钢 774 784 793 803 813 823 833 843 854 864 875 886 897 908 919 930 942 954 965 977 989 1002 1014 1027 1039 1052 1065 1078 1092 1105 铬钢 铬钒钢 铬镍钢 铬钼钢 铬镍 钼 铬锰 硅 超高 强 不锈钢 钢 钢 度钢 781 788 794 801 809 816 824 832 840 848 856 865 874 883 893 902 912 922 933 943 954 965 977 989 1001 1013 1026 1039 1052 1066

742 751 736 744 782 787 747 753 760 769 753 761 792 797 760 767 779 788 770 779 803 809 774 781 798 808 788 797 850 859 815 822 789 797 818 828 807 816 869 879 829 836 805 813 838 848 826 837 890 901 843 851 822 831 859 870 847 858 912 923 859 867 840 850 880 891 869 880 935 947 876 885 860 870 902 914 892 903 959 972 894 904 880 891 925 937 915 928 985 999 914 924 902 913 948 960 940 953 1012 935 946 924 936 972 984 966 980 1027 957 969 948 961 996 993 1041 981 994 974 987 1009 1007 1056 1007 1001 1022 1022 1071 1020 1015 1034 1036 1034 1029 1048 1051 1048 1043 1061 1067

740 749 758 767 777 786 796 806 816 826 837 847 858 868 879 890 90l 913 924 936 947 959 971 983 996 1008 1021 1034 1047 1060

硬 度 洛 氏 HRC HRA 35.0 35.5 67.9 36.0 36.5 68.2 37. 37.5 68.4 O

表面洛氏 HRl5N HR30N 77.0 54.8 77.2 55.3 77.5 55.8

维 氏 HR45N HV 37.O 37.6 33l 335 38.2 38.8 340 345 39.4 40.O 350 355

布氏(F/D 2 HBS HBW 323 327 370 332 336 381 341 345 392

=30) 375 386 397

38. 38.5 68.7 O 39.0 39.5 69.0 40.0 40.5 69.2 41. 41.5 69.5 O 42. 42.5 69.7 O 43.0 43.5 70.O 44. 44.5 70.3 O 45. 45.5 70.5 O 46. 46.5 70.8 O 47.0 47.5 71.1 48.0 48.5 71.3 49. 49.5 71.6 O 50.0 50.5 71.8 51.O 72.1 72.4 72.6 72.9 73.2 73.4 73.7 73.9 74.2 74.5 74.7 75.O 75.3 75.5 75.8 76.1 76.3

77.8 78.1 78.4 78.7 79.0 79.3 79.6 79.9 80.2 80.5 80.8 81.1 81.4 81.7 82.0 82.3 82.6 82.9 83.2 83.5 83.7 84.0 84.3 84.6 84.9 85.2 85.5 85.7 86.0 86.3

56.2 56.7 57.2 57.6 58.1 58.6 59.O 59.5 60.O 60.4 60.9 61.3 61.8 62.3 62.7 63.2 63.6 64.1 64.6 65.O 65.5 65.9 66.4 66.8 67.3 67.7 68.2 68.6 69.1 69.5

40.6 41.2 360 41.8 42.4 37l 43.O 43.6 381 44.2 44.8 393 45.4 45.9 404 46.5 47.1 416 47.7 48.3 428 48.9 49.5 44l 50.1 50.7 454 51.2 51.8 468 52.4 53.0 482 53.6 54.2 497 54.7 55.3 512 55.9 527

365 376 387 398 410 422 435 448 46l 475 489 504 520

350 360 370 380 39l 40l 413 424 436 449

355 365 375 385 396 407 418 430 442

403 415 428 44l 455 470 486 502 518

409 422 435 448 463 478 494 510

抗拉强度 ób/MPa 碳钢 1119 1133 1147 1162 1177 1192 1207 1222 铬钢 1074 1088 1102 1116 1131 1146 1161 1176 铬钒钢 铬镍钢 铬钼钢 1082 1098 1114 1131 1148 1165 1183 1201 1063 1078 1093 1109 1125 1142 1159 1177 1058 1074 1090 1106 1122 1139 1157 1174 铬镍 钼 铬锰 硅 超高 强 不锈钢 钢 钢 度钢 1074 1087 1087 1079 1170 1103 1094 1195 1101 1116 1119 1108 1219 1130 1145 1136 1123 1243 1161 1176 1153 1139 1267 1193 1209 1171 1155 1290 1226 1244 1313 1262 1280 1189 1171 1207 1187 1336 1299 1319

1238 1254 1271 1288 1305 1322 1340 1359 1378 1397 1417 1438 1459 1481 1503 1526 1550 1575 1600 1626 1653 1681 1710

1192 1208 1225 1242 1260 1278 1296 1315 1335 1355 1376 1398 1420 1444 1468 1493 1519 1546 1574 1603 1633 1665 1698 1732 1768

1219 1238 1257 1276 1296 1317 1337 1358 1380 1401 1424 1446 1469 1493 1517 1541 1566 1591 1617 1643 1670 1697 1724 1752 1780

1195 1214 1233 1252 1273 1293 1314 1336 1358 1380 1404 1427 1451 1476 1502 1527 1554 1581 1608 1636 1665 1695 1724 1755 1786

1192 1211 1230 1249 1269 1289 1310 1331 1353 1375 1397 1420 1444 1468 1492 1517 1542 1568 1595 1622 1649 1677 1706 1735 1764

1226 1245 1265 1285 1306 1327 1348 1370 1392 1415 1439 1462 1487 1512 1537 1563 1589 1616 1643 1671 1699 1728 1758 1788 1819

1204 1222 1240 1258 1277 1296 1316 1336 1357 1378 1400 1422 1445 1469 1493 1517 1543 1569 1595 1623 1651 1679 1709 1739 1770

1359 1381 1404 1427 1450 1473 1496 1520 1544 1569 1594 1620 1646 1674 1702 1731 1761 1792

1339 1383 1429 1479 1533 1592 1655 1725

1361 1405 1453 1505 1562 1623 1689

硬 度 洛 氏 HRC 51.5 52.O 52.5 53.0 53.5 54.0 54.5 55.O 55.5 56.O 56.5 57.O 57.5

HRA 76.6 76.9 77.1 77.4 77.7 77.9 78.2 78.5 78.7 79.O 79.3 79.5 79.8

表面洛氏 维 氏 HRl5N HR30N HR45N HV 86.6 86.8 70. O 56.5 57.1 535 544 87.1 87.4 70.4 70.9 57.6 58.2 552 561 87.6 87.9 71.3 71.8 58.8 59.4 569 578 88.1 88.4 72.2 72.6 59.9 60.5 587 596 88.6 88.9 73.1 73.5 61.1 61.7 606 615 89.1 89.4 73.9 74.4 62.2 62.8 625 635 89,6 89.8 74.8 75.2 63.4 63.9 645 655 90. 90.2 75.6 76.1 64.5 65.1 666 676 O 90.4 90.6 76.5 76.9 65.6 66.2 687 698 90.8 91. 77.3 77.7 66.8 67.3 710 72l O 91.2 91.4 78.1 78.6 67.9 68.4 733 745 91.5 91.7 79. 79.4 69.0 69.5 757 770 O 91.8 91.9 79.8 80.2 70.1 70.6 782 795

布氏(F/D 2 =30) HBS HBW 527 544 56l 577 593 608 622 634 643 650 535 552 569 585 601 616 628 639 647

58.0 58.5 59.0 59.5 60.0 60.5 61.0 61.5 62.0 62.5 63.0 63.5 64.0 64.5 65.O 65.5 66.0 66.5 67.O 67.5 68.O

80.1 80.3 80.6 80.9 81.2 81.4 81.7 82.O 82.2 82.5 82.8 83.1 83.3 83.6 83.9 84.1 84.4 84.7 85.O 85.2 85.5

92.1 92.2 80.6 81. 71.2 71.7 809 O 81.3 836 865 894

822 850 86 909

抗拉强度 ób/MPa 碳钢 铬钢 铬钒钢 铬镍钢 铬钼钢 铬镍 钼 铬锰 硅 超高 强 不锈钢 钢 钢 度钢 1824 1857 1892 1929 1966 1801 2006 1834 2047 1850 1867 2090 1881 1901 2135 1914 1936 2181 1947 1971 2230 2008 2281 2045 2334 2390 2448 2509 2572

1806 1845

1809 1839 1869 1899 1930 1961 1993 2026

1818 1850 1883 1917 1951 1986 2022 2058

1794 1825 1856 1888

2639

黑色金属硬度及强度换算值( 主要适用于低碳钢) 附表 4 黑色金属硬度及强度换算值( 主要适用于低碳钢) 硬 度 洛氏 表面洛氏 维氏 布 氏 HBS HRB HR15T HR30T HR45T HV F/D2=10 F/D2=30 80.4 56.1 30.4 80.5 56.4 30.9 80.7 56.7 31.4 80.8 57.1 31.9 80.9 57.4 32.4 81.1 57.7 32.9 81.2 58.O 33.5 81.4 58.3 34.0 60. O 60.5 105 105 102 102 81.5 58.7 34.5 61.0 61.5 106 107 103 103 81.6 59.0 35.0 62.O 62.5 108 108 104 104 81.8 59.3 35.5 63.O 63.5 109 llO 105 105 81.9 59.6 36.1 64.O 64.5 110 11l 106 106 82.1 59.9 36.6 65.O 65.5 112 113 107 107 82.2 60.3 37.1 66.O 66.5 114 115 108 108 82.3 60.6 37.6 67.O 67.5 115 116 109 110 82.5 60.9 38.1 68.O 68.5 117 118 110 111 82.6 61.2 38.6 69.O 69.5 119 120 112 112 82.7 61.5 39.2 70.O 70.5 12l 122 113 114 82.9 61.9 39.7 71.O 71.5 123 124 115 115 83.0 62.2 40.2 72.0 72.5 125 126 116 117 83.2 62.5 40.7 73.O 73.5 128 129 118 119 83.3 62.8 41.2 74.O 74.5 130 13l 120 12l 83.4 63.1 41.7 83.6 63.5 42.3 83.7 63.8 42.8 83.9 64.1 43.3 84.O 64.4 43.8 84.1 64.7 44.3 84.3 65.1 44.8 84.4 65.4 45.4

抗拉强度 ób /MPa

375 379 382 386 390 395 399 404 409 415 42l 427 433 440 447

377 381 384 388 393 397 402 407 412 418 424 430 437 444 451

硬 度 洛氏 HRB 75. O 75.5 76.O 76.5 77.O 77.5 78.O 78.5 79.0 79.5 80.0 80.5 81.O 81.5 82.0 82.5 83.O 83.5 84.0 84.5 85.O 85.5 86.O 86.5 87.O 87.5 88.O 88.5 89.0 89.5

表面洛氏 HR15T 84.5 84.7 84.8 85.O 85.1 85.2 85.4 85.5 85.7 85.8 85.9 86.1 86.2 86.3 86.5 86.6 86.8 86.9 87.O 87.2 87.3 87.5 87.6 87.7 87.9 88.0 88.1 88.3 88.4 88.6 HR30T 65.7 66.O 66.3 66.6 67.0 67.3 67.6 67.9 68.2 68.6 68.9 69.2 69.5 69.8 70.2 70.5 70.8 71.1 71.4 71.8 72.1 72.4 72.7 73.O 73.4 73.7 74.O 74.3 74.6 75.O HR45T

维氏 HV

布 氏 HBS F/D2=10 F/D2=30

抗拉强度 ób /MPa

45.9 46.4 132 46.9 47.4 135 47.9 48.5 138 49. 49.5 140 O 50.0 50.5 143 51.0 51.6 146 52.1 52.6 149 53.1 53.6 152 54.1 54.7 156 55.2 55.7 159 56.2 56.7 163 57.2 57.8 166 58.3 58.8 170 59.3 59.8 174 60.3 60.9 178

134 136 139 142 145 148 151 154 157 16l 165 168 172 176 180

122 124 126 128 130 133 136 138

123 125 127 129 132 134 137 140

152 158 163 168 174

155 159 164 170

455 463 471 480 489 156 498 16l 508 166 518 172 529 540 551 563 576 589 603

459 467 475 484 493 503 513 523 534 546 557 570 582 596 609

硬 度 洛氏 HRB 90.O 90.5

表面洛氏 HR15T 88.7 88.8 HR30T 75.3 75.6

布 氏 HBS HR45T HV F/D2=10 F/D2=30 61.4 61.9 183 185 176 178 62.4 62.9 187 189 180 182

维氏

抗拉强度 ób /MPa 617 624 63l 639

91.0 91.5 92.O 92.5 93.O 93.5 94.0 94.5 95.5 95.0 96.O 96.5 97.O 97.5 98.O 98.5 99.0 99.5 100.0

89.0 89.1 89.3 89.4 89.5 89.7 89.8 89.9 90.1 90.2 90.4 90.5 90.6 90.8 90.9 91.1 91.2 91.3 91.5

75.9 76.2 76.6 76.9 77.2 77.5 77.8 78.2 78.5 78.8 79.1 79.4 79.8 80.1 80.4 80.7 81.0 81.4 81.7

63.4 64. 191 O 64.5 65. 196 O 65.5 66.0 201 66.5 67.1 206 67.6 68.1 211 68.6 69.1 216 69.6 70.2 222 70.7 71.2 227 71.7 233

194 199 203 208 214 219 225 230

184 189 195 200 206 212 218 226 232

187 192 197 203 209 215 222 229

646 662 678 695 712 730 749 768 788

654 670 686 703 721 739 758 778


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