硬度试验操作规范.docx
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硬度试验操作规范
硬度试验操作规范
1目的
规范试验员的试验方法，帮助提高其技术水平，能准确出具试验报告。
2适用范围
螺栓、螺母类紧固件的硬度
3规范性引用文件
GB/T230.1-2009金属材料
洛氏硬度试验
第一
部分：
试验方法（基本等同
ISO
6508-1:
2005）
GB/T231.1-2009金属材料
布氏硬度试验
第一
部分：
试验方法（基本等同
ISO
6506-1:
2005）
GB/T4340.1-2009金属材料
维氏硬度试验
第一
部分：
试验方法（基本等同
ISO
6507-1:
2005）
GB/T3098.1-2010紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱（基本等同ISO898.1-2009）
GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母粗牙螺纹（基本等同ISO898.2-1992）
ASTME18-2003金属材料洛氏硬度和洛氏表面硬度的标准试验方法
ASTME10-2001金属材料布氏硬度标准试验
ASTME92-1982金属材料维氏硬度标准试验
ASTMF606-2011测定内外螺纹紧固件、垫圈、直接拉力指示器以及铆钉机械性能的试验方法
4检验规程
4.1洛氏硬度试验（GB230/ISO6508）
4.1.1环境条件要求洛氏硬度试验一般在10C〜35C室温进行。
对于温度要求严格的试验，
应控制在（23±5）C。
4.1.2设备要求常用洛氏硬度计为HR-150型。
4.1.2.1设备需在检定有效期内，保证其准确性和稳定性。
4.1.2.2设备一般采用间接检定。
硬度计的示值误差不大于±1HR。
4.123HRA、HRC标尺用的金刚石圆锥压头的顶角为（120±0.35）°。
4.124HRB标尺用的钢球压头，钢球直径为1.5875mm，允差为土0.0035mm,球应抛光且表面无缺陷。
4.1.3样品制备
4.1.3.1试样表面应光滑平坦，且无油脂、氧化皮等外界污物。
表面粗糙度Ra不大于1.60
m。
4.1.3.2制备过程中，应防止加工硬化或过热对硬度性能的影响。
4.1.3.3对于用金刚石圆锥压头进行的试验，试样或试验层厚度应不小于残余压痕深度的10
倍；对于用球压头进行的试验，试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的15倍。
试验
后试样背面不应出现可见变形。
最小厚度与硬度关系见图1、2.
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图1用金刚石圆锥压头试验
图2用钢球压头试验
4.1.4检验细则
4.141试验前根据试样选择合适的压头和试验力，用标准硬度块对硬度计作日常检测，所用硬度块的硬度值应尽量接近试验的预期硬度值。
4.1.4.2将试样放在洛氏硬度计的试验台上，检查试样与台面是否接触良好、稳妥。
4.1.4.3选好测试位置，顺时针旋转手轮，加初试验力，使压头与试件接触，直到表盘内小针指到红点。
4.144将表盘上大指针对零（HRBHRC对B-C;HRA对0）.
4.145拉动加载手柄加主试验力，在大指针停止转动3〜4s后推动卸载手柄，卸除主试验
力，此时大指针回转若干格后停止，从表盘上读出大指针所指示的硬度值（HRAHRC卖外
圈黑数字，HRB读内圈红数字）。
4.1.4.6逆时针旋转手轮，使压头与试样分开，调换试样位置再次测量。
共需测量四次，取后三次测量结果做为试样的洛氏硬度值。
4.1.4.7对大批量试样，按4.1.4.2〜4.1.4.6步骤重复进行。
4.1.4.8处理试验结果，写明所用标尺，每个值精确到0.5HR,所得结论为“实测”。
4.1.5操作关键注意点
4.1.5.1洛氏硬度施加力时间1s〜8s,保持力时间4土2s。
两相邻压痕之间的距离至少应为
压痕直径的4倍，并且不应小于2mm;任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕直径的2.5倍，并且不应小于1mm。
4.1.5.2更换压头后，最初两次试验结果不采用。
4.1.5.3试验后试样背面出现变形痕迹，则试验结果无效。
4.1.5.4HRAHRBHRC标尺的适用范围分别是20〜88HRA20〜100HRB20〜70HRC超出
适用范围的硬度值一般不采用。
4.2布氏硬度试验（GB231/ISO6506）
4.2.1环境条件要求同4.1.1。
4.2.2设备要求常用布氏硬度计为HB-3000型。
4.2.2.1设备需在检定有效期内，保证其准确性和稳定性。
4.2.2.2设备一般采用间接检定。
硬度计的示值误差不大于±3%。
4.2.2.3符合GB/T231.2的规定，能施加预定试验力或9.807N〜29.42kN范围内的试验力。
4.2.2.4压头球直径分别为10mm5mm2.5mm,允差分别为土0.005mm±0.004mm±0.003mm,所有球均应抛光，并且无表面缺陷。
4.2.2.5压痕测量装置的标尺分度应能估测到压痕直径的±0.5%以内;测量投影区域时，其
最大允许误差应为±1%。
4.2.3样品制备
4.2.3.1试样表面应光滑平坦，且无油脂、氧化皮等外界污物，表面粗糙度不大于1.6卩
试样表面应能保证压痕直径的精确测量。
4.2.3.2制备过程中，应防止加工硬化或过热对硬度性能的影响。
4.2.3.3试样厚度至少应为压痕深度的8倍。
试样最小厚度与压痕平均直径的关系见表1。
4.2.4检验细则
4.2.4.1接通电源，打开布氏硬度计机身后开关。
按表2选择合适的压头固定，并在“MENU”
菜单中选择合适的压头和试验力，按“ENTER”键确认。
试验前用标准硬度块对硬度计作
日常检测，所用硬度块的硬度值应尽量接近试验的预期硬度值。
4.2.4.2将试样放在布氏硬度计的试验台上，检查试样与台面是否接触良好、稳妥。
4.2.4.3选好测试位置，顺时针旋转手轮，加初试验力，使压头与试件接触，直到手轮与螺母产生相对滑动（即发出“咔嗒”一声）。
4.2.4.4按“START”键，试验自动进行，依次完成试验力的加载、保持、卸载。
4.2.4.5卸载恢复初始状态后，逆时针旋转手轮，使压头与试样分开，调换试样位置再次试验。
每件试样至少需3个压痕。
4.246对大批量试样，按4.242〜4.245步骤重复进行。
操作完后关闭电源。
4.247用投影仪或读数显微镜测量试样表面3个压痕直径，对照布氏硬度表得出试样的3
个实测硬度值。
写明所用压头及试验力，如10mm压头、29.42kN试验力记为HBW1O/3OO0
所得结论为“实测”。
表1布氏硬度压痕平均直径与试样最小厚度关系表
压痕平均直径
试样最小厚度（mm
压痕平均直径
试样最小厚度（mm
d
球直径
d
球直径
D=2.5
D=5
D=10
D=2.5
D=5
D=10
0.3
2.4
2.46
r1.17
0.4
2.6
2.92
1.38
0.5
2.8
3.43
1.6
0.6
0.29
3
4
1.84
0.7
0.4
3.2
2.1
0.8
0.53
3.4
2.38
0.9
0.67
3.6
2.68
1
0.83
3.8
3
1.1
1.02
4
[3.34
1.2
1.23
0.58
4.2
3.7
1.3
1.46
0.69
4.4
4.08
1.4
1.72
0.8
4.6
:
4.48
1.5
2
0.92
4.8
4.91
1.6
1.05
5
5.36
1.7
1.19
5.2
5.83
1.8
1.34
5.4
6.33
1.9
1.5
5.6
6.86
2
1.67
5.8
P7.42
2.2
2.04
6
8
表2不同材料的试验力一压头球直径平方的比率
材料
布氏硬度
0.102F/D2
钢、镍合金、钛合金
30
铸铁
V140
10
>140
30
V35
5
铜及其合金
35〜130
10
>130
30
V35
2.5
轻金属及其合金
35〜80
10（5或15）
>80
10（15）
铅、锡
1
4.2.5操作关键注意点
425.1布氏硬度施加力时间2s〜8s,保持力时间10s〜15s。
任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕平均直径的2.5倍，两相邻压痕之间的距离至少应为压痕平均直径的3倍。
4.2.5.2在试样条件允许的情况下应优先选用直径10mm的球体。
试验力的选择应保证压痕
直径在0.24D〜0.6D之间。
4.2.5.3应在两相互垂直方向测量压痕直径。
用两个读数的平均值计算或查得布氏硬度。
4.2.5.4更换压头及试验力后，需重新用标准块对硬度计做日常检测。
4.2.5.5试验后应检查试样背面及边缘，若发现试样背面出现变形痕迹或膨胀变形，则试验
结果无效。
4.2.5.6整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和振动。
布氏硬度试验范围上
限为650HBW/
4.3维氏硬度试验（GB4340/ISO6507）
4.3.1环境条件要求同上
4.3.2设备要求常用维氏硬度计FV-300型来测量宏观硬度。
4.3.2.1设备需在检定有效期内，保证其准确性和
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