分析影響里氏硬度計(jì)測試精度的因素，簡述里氏硬度測試的原理，提出了提高測試精度相應(yīng)的對策，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考建議。

里氏硬度計(jì)是一種測試器材，具有測量簡易、痕跡小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于金屬制造業(yè)中。里氏硬度計(jì)是在動(dòng)態(tài)力作用下測定金屬硬度的，因此，影響里氏硬度計(jì)測試結(jié)果精確性的因素比較多，對影響因素進(jìn)行分析是十分必要的。

1、里氏硬度計(jì)的基本原理

里氏硬度計(jì)的基本原理是具有一定質(zhì)量的沖擊體在一定的試驗(yàn)力作用下沖擊試樣表面，測量沖擊體距試樣表面1mm處沖擊速度和反彈速度，利用電磁原理，感應(yīng)與速度成正比的電壓。里氏硬度值以沖擊體反彈速度與沖擊速度之比來表示。

2、里氏硬度測試影響因素

2.1硬度計(jì)沖擊方向

使用里氏硬度計(jì)前應(yīng)根據(jù)工件被測部位選擇沖擊方向，且盡可能選擇硬度計(jì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方向。因?yàn)闆_擊方向不同，沖擊頭沖擊速度和反彈速度不同，因而，如果沖擊方向不準(zhǔn)確，將影響沖擊速度與反彈速度的比值，即影響里氏硬度值的準(zhǔn)確度。

在設(shè)備實(shí)際檢測過程中，特別是對大型石油化工設(shè)備等進(jìn)行全面檢驗(yàn)時(shí)，大多數(shù)是根據(jù)檢驗(yàn)方案事先拆除指定部位的保溫層。硬度測試的方向與硬度計(jì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方向可能有一定差別，這種無法避免的偏差可由檢驗(yàn)人員根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)選擇恰當(dāng)?shù)臏y試點(diǎn)，將誤差降低到Z小。

另外，同一臺(tái)設(shè)備可能需要對多個(gè)方向進(jìn)行測試，需要根據(jù)檢驗(yàn)現(xiàn)場腳手架搭配和被檢工件位置限制等具體情況，不停地改變測試方向，短時(shí)間之內(nèi)要完成數(shù)百臺(tái)設(shè)備的檢驗(yàn)，這樣大量重復(fù)的工作很容易讓檢驗(yàn)人員在測試之前忘記調(diào)整硬度計(jì)的沖擊方向。為了檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)，大多需要重新測試，這便加大了工作量。

2.2工件表面清潔度

在現(xiàn)場硬度測試過程中發(fā)現(xiàn)，被測工件表面油污的存在會(huì)降低硬度測定值，這是因?yàn)橛捕扔?jì)沖擊頭在空氣介質(zhì)和油污介質(zhì)中所受的摩擦力不同，在油污介質(zhì)中沖擊能量損失大，減小了沖擊頭的反彈速度，使測試值偏低。

同時(shí)，被檢工件表面鐵銹、防腐層等的致密度、硬度與工件本體不同，對沖擊頭具有一定的緩沖作用，同樣有能量損失，減小沖擊頭的反彈速度，對硬度值的影響與油污相似。因此，在現(xiàn)場檢驗(yàn)硬度測試之前，必須擦除工件表面的油污，打磨鐵銹和防腐層，直至露出本體金屬光澤。

工件表面的防腐層被打磨后以粉塵狀彌散在工件周圍空氣中，有一部分粉塵會(huì)沉積在被檢工件表面，黏附?jīng)_擊頭進(jìn)入硬度計(jì)導(dǎo)管。這加大了測試過程中沖擊頭的摩擦力，影響硬度值的準(zhǔn)確性。同時(shí)，黏附的粉塵會(huì)使沖擊頭磨損加快，縮短硬度計(jì)壽命。因此，檢驗(yàn)前必須吹掃或擦拭干凈被檢部位。

2.3工件表面粗糙度

在布氏硬度、維氏硬度等靜態(tài)硬度試驗(yàn)中，粗糙度對測試值的影響更多是因?yàn)檩^大的粗糙度容易使壓痕邊緣不清晰導(dǎo)致測試讀數(shù)不準(zhǔn)。而里氏硬度計(jì)測試值通過自身儀器電路自動(dòng)顯示，容易使人誤認(rèn)為粗糙度對其影響較小。

里氏硬度測試原理與布氏硬度、維氏硬度測量原理迥異，里氏硬度是測試硬度計(jì)沖頭沖擊速度與反彈速度的動(dòng)態(tài)物理量，粗糙度對硬度的影響是通過改變沖擊頭的反彈方向影響回彈速度來影響硬度值，粗糙度較大時(shí)影響較明顯。另外，粗糙度對硬度的影響還通過對沖擊頭的能量吸收來體現(xiàn)，粗糙度不同引起的能量損失也不同。

沖擊頭沖擊不同粗糙度表面，工件表面凹凸不平，當(dāng)沖頭落在工件表面時(shí)，使凸起部位產(chǎn)生變形，吸收了沖頭的沖擊能量。表面粗糙度數(shù)值越大，表面凹凸起伏越大，吸收沖擊能量越大，沖頭損失能量越多，里氏硬度值越偏小。反之，表面粗糙度值越小，沖頭能量損失小，硬度值偏大。此處的硬度值偏大、偏小只是相對而言，因?yàn)閺睦碚撋现v，受粗糙度的影響里氏硬度測試值只會(huì)偏低。

另外，同一工件粗糙度差異較大會(huì)引起硬度測試數(shù)據(jù)離散度較大。特別是對大批量、大型設(shè)備聯(lián)合檢驗(yàn)時(shí)，大批打磨工人聯(lián)合作業(yè)，一臺(tái)設(shè)備可能由多個(gè)持有不同型號、不同數(shù)目的砂輪打磨機(jī)和打磨技術(shù)迥異的打磨工完成，這在一定程度上也影響到硬度值的準(zhǔn)確測定。因此，檢驗(yàn)中應(yīng)盡可能由一位打磨工完成整臺(tái)設(shè)備的打磨，從而使檢驗(yàn)結(jié)果相對可靠。

2.4工件厚度

現(xiàn)場的金屬工件厚薄不均，Z厚的可達(dá)130mm，Z薄的僅有5mm，其中還包括許多管件。采用里氏硬度計(jì)測量，對厚工件影響不大；但對于薄管工件，由于工件剛性較低，容易吸收沖擊能量產(chǎn)生彈性變形、塑性變形、振動(dòng)，從而使沖頭反彈速度降低，造成測量值偏低，有的甚至無法進(jìn)行測試。但有時(shí)受現(xiàn)場測試條件的限制，工件厚度無法滿足要求，而又無法使用其他測量方法，只能經(jīng)過對比試驗(yàn)，分析同種材料厚度變化與硬度值之間的關(guān)系，從而對薄壁工件硬度值進(jìn)行修正，盡可能保證測試值準(zhǔn)確。

2.5工件不規(guī)則性

在檢驗(yàn)容器焊接接頭硬度時(shí)，一般需要測試焊縫、熱影響區(qū)和母材的硬度。實(shí)際檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有些焊縫高而窄，且為弧形曲面，硬度計(jì)常配的支撐環(huán)不能緊密、穩(wěn)定地緊貼被檢表面，而是隨測試人員的施力方向左右搖擺，影響測試值的準(zhǔn)確度。一般的解決辦法是給硬度計(jì)配上合適的異型支撐環(huán)。不過，現(xiàn)場檢驗(yàn)中采用更多的是在條件允許下將焊縫弧形曲面打磨成容易進(jìn)行硬度測試的平面。

在測試焊縫熱影響區(qū)時(shí)還發(fā)現(xiàn)有些容器成形不好，棱角較大，焊縫兩邊的熱影響區(qū)有些甚至向內(nèi)有一定的凹陷。這些凹陷會(huì)導(dǎo)致沖頭距離工件的距離增大，使反彈速度減小，導(dǎo)致測試結(jié)果偏小。如果將沖頭向焊縫方向移動(dòng)，可能會(huì)得出焊縫硬度。而將沖頭向熱影響區(qū)外移動(dòng)，可能會(huì)得出母材的硬度。因此現(xiàn)場檢驗(yàn)中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)此情況，選擇成形較好的部位進(jìn)行硬度測試。另外，多次打磨后留下的凹坑對硬度測試結(jié)果也有同樣的影響。

3、結(jié)束語

綜上所述，里氏硬度計(jì)是一種相對先進(jìn)的便攜式硬度測試儀器，具有體積小、操作方便、適用范圍廣等特點(diǎn)，適合測試一些大型、重型和不易移動(dòng)的試件。由于存在許多影響測量精確度的因素，因此，需要對這些影響因素進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的防范措施，從而避免里氏硬度計(jì)出錯(cuò)。