维氏硬度试在紧固件产品检验中的应用.doc

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1、维氏硬度试验在紧固件产品检验中的应用【摘要】紧固件中有许多产品需进行维氏硬度试验，本文结合维氏硬度试验原理，对实际检验这些产品时针对不同的自身条件和试验要求中出现的问题进行简要分析，并对紧固件产品在具体选择维氏硬度试验时，提出了合理的建议。   1、前言   在紧固件产品的硬度性能检测中，种类较多，几种常见硬度试验方式几乎都在被采用，如果对硬度试验没有明确的认识，这种情况最易导致应用混乱，另外制定工艺文件的人员在参照性能试验要求标准时，标准中往往提供数种硬度方法要求，当他们在选择其中之一时，由于对零件的生产过程特点和试验特点不可能十

2、分的了解。所以，此时容易随意认为比较重要的硬度检验方法为最有效，而此举造成现生产的困难。因此，有必要对几种硬度试验方法如何在实际零件检验中的使用有一个充分的了解，以便于各个生产环节都能够顺利而又合乎要求地完成，既提高生产效率同时又真正地适应现代化生产的特点。   2、维氏硬度试验原理   硬度是指金属表面上不大体积内金属抵抗压入塑变或抵抗刻划破裂的能力，应用得最广泛的是压入硬度试验包括维氏硬度试验，即表示金属对于一个有一定几何形状的压头在一定负荷下压入它表面的抗力，即表征金属抵抗变形的能力。在实际应用中，要具体明确地给硬度这一术语下

3、一个确切的定义是很困难的，因此无法真正表述“硬度”这一试验方式的物理本质。对于“硬度”的物理意义，更是与金属最基本的机械性能指标，如形变抗力指标、断裂抗力指标、形变功等等有关系。因此，实际的应用中，更深入地理解“硬度”的本质没有必要，但有必要对“硬度”在应用方面有进一层次的理解认识，这样有利于确定正确方式的选择，以利于生产，对紧固件如此众多的产品来说，这样做显得尤为迫切。   维氏硬度试验法开始于1925年。其测定原理是根据单位压陷凹面积承受的负荷，即应力值作为硬度值的计量指标。试验过程是用一个相对两面间夹为136°的金刚石正四棱锥

4、体压头，在一定负荷作用下，压入被测金属表面，经规定的保荷时间后，卸除负荷，测量压痕，正方形投影的对角线长度，按要求需要计算锥形压痕的表面积及其每单位面积上所受的平均应力压痕。正方形投影的对角线长度d为压痕两对角线d1、d2的算术平均值，即d=(d1+d2)/2。由以上条件，计算试样的维氏硬度值为：   HV=｛2×P×sin(136°/2)｝/d2=1.8544×P/d2……①   式中：P——施加载荷kg，   d——压痕两对角线的算术平均值mm   则维氏硬度值HV的单位为：kg/mm   在实际应用中，此单位一般不带，直接写出

5、数值即可。如450HV10即表示在10kg额定负荷下，在规定保荷时间内，所测得的维氏硬度值为450。   3、维氏硬度试验在紧固件产品的硬度检测中的应用状况   由于紧固件产品种类繁多，产品用材选料广泛。在实际检测中我们发现，产品既有普通标准件的成品、半成品及原材料，也有各种非标准件的各种产品形式。材料包括有中碳钢、低碳钢、易切削钢以及弹簧钢等，常见材料如：22A、65Mn、35K、35、ML15、ML20、45、Y15、20等。材料显微组织如原材料组织、调质组织、碳氮共渗组织以及中温回火组织。试验要求的部位有表面和心部等处。以下对

6、几种典型产品的维氏硬度试验作一简要叙述。   1．零件号为Q340B10，零件名称为螺母，材料为22A，该零件要求维氏硬度值为HV188—302。该零件性能等级为8级，不进行热处理，组织为原材料组织。该产品在2000年7月的一次送检时，试验测得的维氏硬度值为HV192—244，试验机载荷选择为5kg。   2．零件号J01—040012，零件名称为裙边螺母，材料为Y15，该零件为轿车零件，材料为易切屑钢，原材料组织，在2000年3月的一次送检时，试验测得的维氏硬度值为HV195—214，试验机载荷选择为5kg。   3．零件号Q52

7、80312，零件名称为弹性圆柱销，材料为65Mn，材料为碳素弹簧钢，热处理方式为淬火后中温回火，以获得弹性较高的回火屈氏体组织。在2000年7月的一次送检时，试验测得的维氏硬度值HV466—487，试验机载荷选择为5kg。   4．零件号J01—066014，零件名称为轴用挡圈，材料65Mn，钢丝直径1.6mm，试验要求为HRC45—50。在试验过程中因材料尺寸太小，进行洛氏硬度试验困难，故机械性能室确定进行维氏硬度试验后，其结果再换算为洛氏硬度值。   5．气门弹簧座，零件号B70HM—6A536AD，材料为ML15，表层氰化处理

8、。技术要求为渗层深度为0.15—0.35mm，回火后表面硬度430—550HV；心部硬度不得大于300HV，按此要求，在2000年4月的一次送检中，该零件的试验结果为表面硬度507—514AHV，试验机载荷选择为10kg；心部硬度为3