样品检测端面尺寸对布氏硬度检测结果的影响

样品检测端面尺寸对布氏硬度检测结果的影响 一 背景 实际检测工作中 需要检测布氏硬度的衬套 齿环类部分产品由于产品本身尺寸 限制 壁厚尺寸较小 不完全满足 GB T 231 1 2009 标准中压痕距试样边缘距离的要求 希望通过实验调查 掌握检测端面尺寸对布氏硬度检测结果的影响 二 目的 验证样品检测端面尺寸对布氏硬度检测结果的影响 三 方案 3 1 选择硬度值在 180HBW2 5 62 5 左右的标准硬度块 模拟样品端面情况 样品 端面圆周尺寸满足要求 径向尺寸不满足要求 将硬度块用线切割分割成长条状 宽 度从 0 8mm 到 4 0mm 硬度块切割图纸如下所示 使用山东莱州华银生产的 HBRV 187 5 布洛维硬度计检测不同尺寸的硬度值 进行数据对比分析 图 1 标准硬度块线切割示意图 3 2 选择一组 5 件 6800 管段 原始壁厚约 4 6mm 硬度值约 180HBW2 5 62 5 计算可得出样品端面尺寸 3 4 即可满足 GB T 231 1 2009 标准中压 痕距试样边缘距离的要求 用山东莱州华银生产的 HBRV 187 5 布洛维硬度计进行硬 度检测 样品先检测原始壁厚硬度 然后逐次加工壁厚至 4 0 3 8 3 6 3 2 1 4mm 由于管材端面自外圆到内孔 硬度值逐渐下降 为确保 排除检测部位的影响 使检测部位始终在样品端面靠近心部处 加工壁厚时应从内孔 和外圆同步加工 每加工一次壁厚检测 3 个点 对检测完的数据进行对比分析 四 实验过程 4 1 标准样品线切割 切割后的标准硬度块如图 2 图 2 标准硬度块线切割效果图 4 2 标准样品检测 对切好的标准硬度块进行检测 检测设备为 HBRV 187 5 布洛维硬度计 检测 方法为 GB T231 1 2009 金属材料 布氏硬度试验方法 每个尺寸的切条检测 5 个点 检测后样品如图 3 图 3 标准硬度块检测后 标准硬度块布氏硬度检测结果如表 1 所示 表 1 标准硬度块布氏硬度检测结果 切条宽度 mm 12345 平均值证书值允许偏差范围 0 8 127125126126128126 4182177 5186 5 1 0 138140138140139139182177 5186 5 1 2 152152153153154152 8182177 5186 5 1 4 163164164166165164 4182177 5186 5 1 6 170165172169172169 6182177 5186 5 1 8 175177177175176176182177 5186 5 2 0 179182180179180180182177 5186 5 2 2 181183181180179180 8182177 5186 5 2 4 181182183182180181 6182177 5186 5 2 6 182181184179180181 2182177 5186 5 2 8 182185183181181182 4182177 5186 5 3 0 181183182181181181 6182177 5186 5 3 2 182182183180182181 8182177 5186 5 3 4 181182183183181182182177 5186 5 3 6 181182182182181181 6182177 5186 5 3 8 184183183183183183 2182177 5186 5 4 0 183182181181182181 8182177 5186 5 4 0 182185184186186184 6182177 5186 5 4 3 管段样品检测 对选好的 5 件管段样品进行检测 检测设备为 HBRV 187 5 布洛维硬度计 检 测方法为 GB T231 1 2009 金属材料 布氏硬度试验方法 每件样品每个尺寸的壁厚检 测 3 个点 检测结果见表 2 表 7 所示 表 2 1 管段样品布氏硬度检测结果 管材壁厚 mm 123 平均值 4 6 177 173 178 176 177 4 0 172 177 176 175 175 3 8 174 174 172 173 174 3 6 172 171 24611172 172 172 3 4 171 176 171 173 173 3 2 170 174 172 172 172 3 0 172 171 170 171 172 2 8 171 172 172 172 172 2 6 168 167 169 168 168 2 4 171 169 171 170 171 2 2 168 166 170 168 168 2 0 164 170 167 167 168 1 8 164 166 165 165 166 1 6 162 162 163 162 163 1 4155 155 157 156 156 表 3 2 管段样品布氏硬度检测结果 管材壁厚 mm 123 平均值 4 6 177 179 175 177 178 4 0 177 175 173 175 176 3 8 178 177 177 177 178 3 6 172 175 175 174 175 3 4 173 174 176 174 175 3 2 174 175 176 175 175 3 0 174 174 175 174 175 2 8 172 174 173 173 174 2 6 171 184 173 176 176 2 4 168 172 171 24611170 171 2 2 171 173 170 171 172 2 0 169 171 168 169 170 1 8 169 167 170 168 169 1 6 166 165 163 164 165 1 4157 159 156 157 158 表 4 3 管段样品布氏硬度检测结果 管材壁厚 mm 123 平均值 4 6 172 178 174 175 175 4 0 174 173 173 173 174 3 8 175 173 170 173 173 3 6 171 172 172 172 172 3 4 172 172 172 172 172 3 2 172 172 172 172 172 3 0 173 173 172 173 173 2 8 172 171 174 172 173 2 6 170 171 172 171 171 2 4 172 168 172 171 171 2 2 169 167 171 169 170 2 0 168 167 168 168 168 1 8 167 166 166 166 167 1 6 162 163 165 163 164 1 4154 145 158 152 153 表 5 4 管段样品布氏硬度检测结果 管材壁厚 mm 123 平均值 4 6 175 178 179 178 178 4 0 176 177 176 65638176 177 3 8 175 177 175 176 176 3 6 173 172 174 173 174 3 4 175 177 175 175 176 3 2 173 175 176 175 175 3 0 174 172 174 173 174 2 8 173 172 173 173 173 2 6 174 172 171 24611172 172 2 4 173 172 172 172 173 2 2 173 172 170 172 172 2 0 170 171 170 171 171 1 8 168 167 170 168 169 1 6 166 160 164 163 164 1 4156 157 152 155 156 表 6 5 管段样品布氏硬度检测结果 管材壁厚 mm 123 平均值 4 6 174 176 180 177 177 4 0 174 175 174 174 175 3 8 177 177 174 176 177 3 6 175 172 173 173 174 3 4 175 171 174 173 174 3 2 173 173 174 173 174 3 0 172 174 172 173 173 2 8 170 173 175 173 173 2 6 173 171 173 173 173 2 4 174 173 172 173 173 2 2 170 173 172 172 172 2 0 168 172 168 169 170 1 8 167 170 168 168 169 1 6 161 165 165 164 164 1 4159 145 159 154 155 表 7 5 件管段样品布氏硬度平均值检测结果 管材壁厚 mm 123 平均值 4 6 175 177 177 177 177 4 0 175 175 174 175 175 3 8 175 176 174 175 176 3 6 173 172 173 173 173 3 4 174 174 174 174 174 3 2 173 174 174 173 174 3 0 173 173 173 173 173 2 8 173 173 173 173 173 2 6 172 173 171 172 172 2 4 171 171 172 171 172 2 2 170 170 171 170 171 2 0 169 170 168 169 169 1 8 167 167 168 167 168 1 6 163 163 164 163 164 1 4 155 152 156 155 155 五 数据处理 5 1 将标准硬度块不同尺寸标准硬度块的 5 个检测结果取平均绘制成曲线图 如图 4 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 2 3 4 3 6 3 8 4 0 4 0 120 140 160 180 200 检测值 证书值 允许下偏差 允许上偏差 检检测测端端面面尺尺寸寸对对布布氏氏硬硬度度检检测测值值的的影影响响 检检测测端端面面尺尺寸寸 硬硬度度值值 图 4 标准硬度块不同尺寸检测结果曲线图 5 2 将 5 件管段样品不同壁厚布氏硬度值分别求平均 绘制成曲线图 如图 5 9 将 5 件管段样品布氏硬度值求平均 绘制成曲线图 如图 10 图 5 1 管段样品布氏硬度检测结果曲线图 图 6 2 管段样品布氏硬度检测结果曲线图 图 7 3 管段样品布氏硬度检测结果曲线图 图 8 4 管段样品布氏硬度检测结果曲线图 图 9 5 管段样品布氏硬度检测结果曲线图 图 10 5 件管段样品布氏硬度检测结果平均值曲线图 六 结果分析 GB T231 1 2009 第 7 7 条款指出 任一压痕中心距试样边缘距离至少为压痕平均 直径的 2 5 倍 根据本实验中使用的标准硬度块证书值 182HBW2 5 62 5 计算 压痕平 均直径为 0 653mm 因此若要满足 GB T231 1 2009 第 7 7 条款的要求 检测端面最小 值为 3 265mm 管段试样约 175HBW2 5 62 5 左右的硬度值 要满足要求 检测端面最 小值约为 3 4mm 从图 4 中可以看出 当检测端面从 0 8mm 增加至 4 0mm 时 硬度值先是逐渐增 大至证书值附近 然后趋于水平 其中 检测端面尺寸为 2 0mm 时 检测结果满足标 准硬度块最大允许误差的要求 检测端面尺寸 2 0mm 时 检测结果在证书值附近波 动 4 0mm