ICS77.040.10 H22 中华人民共和国国家标准 GB/T17394.1—2014 代替GB/T17394—1998 金属材料 里氏硬度试验 第1部分:试验方法 Metallicmaterials—Leebhardnesstest— Part1:Testmethod 2014-12-05发布 2015-09-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T17394《金属材料 里氏硬度试验》分为如下四个部分: ———第1部分:试验方法; ———第2部分:硬度计的检验与校准; ———第3部分:标准硬度块的标定; ———第4部分:硬度值换算表。 本部分为GB/T17394的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T17394—1998《金属里氏硬度试验方法》,与GB/T17394—1998相比,主要技术 变化如下: ———保留原独立国家标准顺序号GB/T17394不变,在《金属材料 里氏硬度试验》总名称下,作为 GB/T17394的第1部分; ———修改了标准名称; ———第1章增加了带有S、E、D+15和DL型四种冲击装置的里氏硬度计; ———第5章增加了对测试仪器的具体要求; ———增加了第8章试验结果的测量不确定度; ———增加了资料性附录A里氏硬度计结构及测量操作; ———增加了规范性附录B使用者对硬度计的日常检查; ———增加了资料性附录C里氏硬度试验结果的测量不确定度。 本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本部分起草单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院。 本部分主要起草人:高怡斐、董莉。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T17394—1998。 ⅠGB/T17394.1—2014 金属材料 里氏硬度试验 第1部分:试验方法 1 范围 GB/T17394的本部分规定了使用带有D、DC、S、E、D+15、DL、C和G型冲击装置的硬度计来测 定金属材料里氏硬度的试验原理、测试仪器、试样、试验程序、试验结果的测量不确定度、试验报告。 本部分适用于带有D、DC、S、E、D+15、DL、C和G型冲击装置的里氏硬度计见表1。 表1 带有D、DC、S、E、D+15、DL、C和G型冲击装置的里氏硬度计的适用范围 符号说明不同类型冲击体参数 D DC S E DL D+15 C G HL里氏硬度HLD HLDC HLS HLE HLDL HLD+15 HLC HLG 适用范围300HLD ~890HLD300HLDC ~890HLDC400HLS ~920HLS300HLE ~920HLE560HLDL ~950HLDL330HLD+15 ~890HLD+15350HLC ~960HLC300HLG ~750HLG 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T17394.2 金属材料 里氏硬度试验 第2部分:硬度计的检验与校准 GB/T17394.3 金属材料 里氏硬度试验 第3部分:标准硬度块的标定 GB/T17394.4 金属材料 里氏硬度试验 第4部分:硬度值换算表 3 试验原理 里氏硬度试验方法是一种动态硬度试验法,用规定质量的冲击体在弹簧力作用下以一定速度垂直 冲击试样表面,以冲击体在距试样表面1mm处的回弹速度(vR)与冲击速度(vA)的比值来表示材料的 里氏硬度。 里氏硬度HL按式(1)计算: HL=1000vR vA…………………………(1) 式中: vR———回弹速度,单位为米每秒(m/s); vA———冲击速度,单位为米每秒(m/s)。 4 符号和说明 里氏硬度值后面是符号“HL”,符号带有一个或多个表示冲击体类型的后缀字符。 1GB/T17394.1—2014 示例: 570HLD表示按重力方向使用类型D的冲击体测量的里氏硬度HL。使用不同类型的冲击体将会给出不同的硬度 值。如果按其他方向进行测试,测定的硬度值将会产生偏差,这种情况下,需要根据制造商提供的信息进行修正。经过 修正后的硬度值应作为里氏硬度的测量结果。 5 测试仪器 5.1 里氏硬度计 里氏硬度计(参见附录A)应符合GB/T17394.2的规定。 5.2 支承环 支承环应牢固安装到冲击装置的底部。除了DL类型的冲击装置,支承面应带有橡胶涂层,防止测 试过程中冲击装置出现移动。 注:宜定期检查支承环,以防止支承环的磨损影响读数。特别是支承环的底面需要进行目测检查,沉淀物和尘土需 要清除。橡胶涂层磨损后需更换新的支承环,DL类型冲击装置除外(该类型没有橡胶涂层)。 6 试样 6.1 表面形状 6.1.1 支承环应与测试位置的表面轮廓相匹配。冲击速度矢量应垂直于要测试的局部表面区域。 注:这可能需要选择合适的仪器或试件工装卡具。 6.1.2 可以在曲面试样的表面上(凹面或凸面)进行测试,但需使用与曲面相匹配的支承环。对于G型 冲击装置,测试位置的曲率半径应不小于50mm;对于其他型式的冲击装置,曲率半径应不小于 30mm。 6.2 厚度和质量 宜根据试件的刚度(通常由局部厚度决定)以及试件的质量选择冲击装置型式与其相适应的硬度 计。试件的质量小于试验允许的最小质量,或者试件的质量足够大但局部厚度小于试验允许的最小厚 度(见表2)能够影响到试验结果时,需要根据仪器使用说明书对试件进行刚性支承和(或)耦合到牢固 的支承物上进行试验。 注1:如果不能提供足够的支承和耦合,将会出现不正确的测试结果。 注2:耦合指的是这样一种方式:试件与更重的支承物进行牢固连接,且试件不会出现应力或应变。比如,试件表面 和重的支承物之间可以施加粘性薄膜。这种组合提供了更大的质量,可以阻止冲击体受到撞击。 注3:对于一些几何形状特殊的试件,例如薄板或管子表面,当试件的厚度小于表2中给出的最小厚度时,需要对测 试位置提供额外的支承以便进行测试。例如在管子上,对支承的要求可以表示为管子直径D与管子壁厚s 之间的比例,作为试样刚度的一种测量。如果不能施加支承,则需根据D/s来确定测量值的修正系数。 表2 试样的质量和厚度要求 冲击设备类型 最小质量 最小厚度(未耦合) 最小厚度(耦合) D,DC,DL, D+15,S,E5kg 25mm 3mm G 15kg 70mm 10mm C 1.5kg 10mm 1mm 2GB/T17394.1—2014 6.3 表面处理 试验表面需要精心处理,避免出现如下情况:在打磨过程中由于发热而造成硬度变化,或者在加工 过程中由于加工硬化而造成硬度变化。任何涂层、氧化皮、污物或者其他表面不规则性都需要完全清 除。表面不能有润滑剂。对于不同冲击装置,试件试验位置的表面粗糙度参数Ra的最大值应符合表3 的规定。 表3 推荐的试验表面粗糙度参数Ra 硬度计冲击装置的型式 试验表面粗糙度参数Ra的最大允许值 D,DC,DL,D+15,S,E 2.0μm G 7.0μm C 0.4μm 注:如果试验表面太粗糙,将会出现不正确的试验结果。宜对试验表面进行加工和抛光,以达到表3的要求。 7 试验程序 7.1 每天首次试验前都需要按附录B对所使用的硬度计进行日常检查。 7.2 试验时的环境温度宜为10℃~35℃范围内,不在此范围内的应在试验报告中注明。 注:被试材料和硬度计二者的温度相差太大可能会影响到试验结果,因此宜保证二者的温差不会对硬度试验结果 产生不利影响。 7.3 试件的试验位置出现的磁场或电磁场会影响里氏硬度试验结果,应避免试验位置出现磁场或电 磁场。 7.4 试验过程中试件和冲击装置之间不能产生相对运动。必要时应使用设计合理的固定夹具。试件 的试验面和支承表面应清洁无污物(氧化皮、润滑剂、尘土等)。 7.5 两压痕中心和试件边缘之间的距离应允许在试件上安放整个支承环。对于G型冲击装置的硬度 计,任何情况下,冲头冲击点与试件边缘的距离都不应小于10mm;对于D、DC、DL、D+15、C、S和E型 冲击装置,该距离不应小于5mm。 7.6 两个相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的三倍。表4给出了不同型式冲击装置在不同 硬度范围下的典型压痕直径。 表4 不同硬度材料的典型压痕直径 冲击设 备类型直径大约数 低硬度 压痕对应值 中间硬度 压痕对应值 高硬度 压痕对应值 D ≈570HLD0.54mm ≈760HLD0.45mm ≈840HLD0.35mm DC ≈570HLD0.54mm ≈760HLD0.45mm ≈840HLD0.35mm DL ≈760HLDL0.54mm ≈880HLDL0.45mm ≈925HLDL0.35mm 3GB/T17394.1—2014 表4(续) 冲击设 备类型直径大约数 低硬度 压痕对应值 中间硬度 压痕对应值 高硬度 压痕对应值 D+15 ≈585HLD+150.54mm ≈765HLD+150.45mm ≈845HLD+150.35mm S ≈610HLS0.54mm ≈800HLS0.45mm ≈875HLS0.35mm E ≈540HLE0.54mm ≈725HLE0.45mm ≈805HLE0.35mm G ≈535HLG1.03mm ≈710HLG0.9mm —a— C ≈635HLC0.38mm ≈820HLC0.32mm ≈900HLC0.3mm a不在典型应用范围内。 7.7 试验前应对硬度计进行正确