硬度作业指导说明书.doc

目 录
1 作业项目范畴及工作量
2 编写根据 2
3 作业准备和条件 2
4 作业办法及工艺质量控制办法 4
5 作业质量原则及检查规定 9
6 安全健康、环保技术办法 9
附录A（规范性附录） 金属监督检测委托单
附录B（规范性附录） 金属监督焊口硬度检测原始记录 。
附录Ｃ（规范性附录） 金属监督焊口硬度检测报告 。
附录Ｄ（规范性附录） 金属监督硬度检测原始记录 。
附录F（规范性附录）金属监督检测信息反馈单 。

硬度检测作业指引书
1. 作业项目范畴及工作量
硬度检测作业范畴为对接焊缝热解决后、直径M＞32mm紧固件等以及其他需要复核确认金属部件检查。其检查比例按DL/T869-《火力发电厂焊接技术规程》执行。
2 . 编写根据
DL/T869-《火力发电厂焊接技术规程》；
DL438-《火力发电厂金属技术监督规程》；
DL/T 439-《火力发电厂高温紧固件技术导则》；
3. 作业准备和条件
3.1 作业人员
对金属性质及硬度知识有一定理解。应熟悉所用设备基本构造、各某些作用及操作规程。应严格按照规程操作硬度计，并对设备使用安全性负责。
3.2 技术准备
3.2.1 仪器
（1） 310HRSS－150自动全洛氏硬度计
1）.应用范畴：
测定黑色金属、合金钢、硬质合金及金属表面解决后--如渗碳、氮化、电镀层表面洛氏硬度,特别适合于平行平面及异性工件精密测量。
2). 测量范畴
洛氏(5块原则洛氏硬度块)： 20-88HRA，20-100HRB，20-70HRC
表面洛氏(4块原则表面洛氏硬度块)： 70-91HR15N、42-80HR30N、20-70HR45N、73-93HR15T，43-82HR30T，12-72HR45T;
实验力 洛氏： 588.4、980.7、1471牛顿（60、100、150公斤力）;
表面洛氏：147.1-294.2-441.3N（15-30-45kgf）;
3). 测试项目：洛氏 HRA、B、C、D、N、T 标尺（E、F、G、H、K可选）;
4). 侧头移动范畴 50mm;
5). 试样容许最大高度 170毫米;
6). 压头中心至机壁距离 150毫米(120度金刚石圆锥压头、1/16' 钢球压头);
7). 读数辨别率 0.1HR
8). 电源 AC220V ,50/60HZ
（2） TH160 里氏硬度计
1）.应用范畴：以里氏硬度为原理，测出里氏（HL）硬度值通过程序自动转换成布氏，洛氏，维氏，肖氏等硬度值,还可以配备各种测试配件，来满足于各种测试条件和环境，重要合用于金属材料迅速硬度测试、压力容器、汽轮发电机组及其设备失效分析，特别适当对大型零部件及不可拆卸部件现场硬度测试。可测试六种硬度制（HV、HRC、HRB、HB、HV、HS）,配各种异型冲击装置并自动辨认冲击装置类型（D、DC、D+15、C、DL、G）型；
2). 测量范畴可测试硬度制HL、HRC、HRB、HV、HB、HS，上下限设立测量范畴（170～960）HLD;
合用测试范畴（表一）

材料
硬度
制
冲击装置
D/DC
D+15
C
G
E
DL

Steel and
cast steel
钢和
铸钢
HRC
17.9～68.5
19.3～67.9
20.0～69.5

22.4～70.7
20.6～68.2
HRB
59.6～99.6
－
－
47.7～99.9
－
37.0～99.9
HRA
59.1～85.8
－
－
－
61.7～88.0
－
HB
127～651
80～638
80～683
90～646
83～663
81～646
HV
83～976
80～937
80～996
－
84～1042
80～950
HS
32.2～99.5
33.3～99.3
31.8～102.1
－
35.8～102.6
30.6～96.8
Steel 锻钢
HB
143～650
－
－
－
－
－
CWT、ST
合金工具钢
HRC
20.4～67.1
19.8～68.2
20.7～68.2
－
22.6～70.2
－
HV
80～898
80～935
100～941
－
82～1009
－
Stain
less steel
不锈钢
HRB
46.5～101.7
－
－
－
－
－
HB
85～655
－
－
－
－
－
HV
85～802
－
－
－
－
－
GC.IRON
灰铸铁
HB
93～334
－
－
92～326
－
－
NC、IRON
球墨铸铁
HB
131～387
－
－
127～364
－
－
C．ALUM
铸铝合金
HB
19～164
－
23～210
32～168
－
－
HRB
23.8～84.6
－
22.7～85.0
23.8～85.5
－
－
BRASS
铜锌合金
HB
40～173
－
－
－
－
－
HRB
13.5～95.3
－
－
－
－
－
BRONZE 铜锡(铝)合金
HB
60～290
－
－
－
－
－
COPPER纯铜
HB
45～315
－
－
－
－
－
合用测试范畴（表二）
序号
材料
里氏硬度HLD
强度σb(MPa)
1
C低碳钢
350～522
374～780
2
C高碳钢
500～710
737～1670
3
Cr铬钢
500～730
707～1829
4
Crv铬钒钢
500～750
704～1980
5
CrNi铬镍钢
500～750
763～
6
CrMo铬钼钢
500～738
721～1875
7
CrNiMo铬镍钼钢
540～738
844～1933
8
CrMnSi铬锰硅钢
500～750
755～1993
9
SSST超高强度钢
630～800
1180～2652
10
SST不锈钢
500～710
703～1676
示值误差和示值重复性(表二)
序号
冲击装置类型
原则里氏硬度块硬度值
示值误差
示值重复性
1
D
760±30HLD
530±40HLD
±6 HLD
±10 HLD
6 HLD
10 HLD
2
DC
760±30HLDC
530±40HLDC
±6 HLDC
±10 HLDC
6 HLD
10 HLD
3
DL
878±30HLDL
736±40HLDL
±12 HLDL
12 HLDL
4
D+15
766±30HLD+15
544±40HLD+15
±12 HLD+15
12 HLD+15
5
G
590±40HLG
500±40HLG
±12 HLG
12 HLG
6
E
725±30HLE
508±40HLE
±12 HLE
12 HLE
7
C
822±30HLC
590±40HLC
±12 HLC
12 HLC
3.2.2购买硬度仪时要确认生产厂家资质和能力，检查产品阐明书、合格证和质量保证书。按照产品阐明书规定进行操作使用至纯熟。
3.2.3 运用经计量合格硬度仪原则试块进行比教对照，以调节误差。
3.2.4 初次使用仪器前、长时间不使用后再次使用前必要用随机里氏硬度块对仪器和冲击装置行校准。
3.2.5 不是所有材料都可转换硬度单位，更改材料后硬度单位会自动恢复为里氏HL，因此设立测量条件时要先设立材料，后设立硬度单位。
3.3. 硬度测试特点
3.3.1　硬度测试是检测材料性能重要指标之一，也是最迅速最经济实验办法之一。之
因此能成为力学性能实验惯用办法， 是由于硬度测试能反映出材料在化学成分、组织结
构和解决工艺上差别。常被作为监督手段应用于各行各业。例如在钢铁材料中，当马氏体
形成时，由于溶入过饱和碳原子而增大了晶格畸变，增长了错位密度，从而明显减少了塑
性变形能力，这就是马氏体高硬度因素。显然含碳量越高这种畸变限度就越大，则硬度也
越高，不同含碳量钢在淬火后，硬度值与马氏体量及其含碳量间在很大范畴内有较好对
应关系，淬火钢回火后硬度取决于回火温度及保温时间。回火温度越高，保温时间越长，
硬度越低。因而可以运用硬度实验来研究钢相变和作为检测钢铁热解决效应手段。硬度，
就是材料抵抗更硬物压入其表面能力。依照实验办法和适应范畴不同，硬度单位可分为
布氏硬度（HB布氏硬度,HB是钢球压制，用压力除压痕面积）、维氏硬度（HV维氏硬度,HV
是135度四棱锥金刚石）、洛氏硬度（HR洛氏硬度,HR是120度圆锥金刚石，分A，B，C三
种）、显微维氏硬度等许各种，不同单位有不同测试办法，合用于不同特性质材料或
场合。
3.3.2 各种硬度测试办法：
1）. 塑料洛氏硬度测试
　　测试原理
　　在规定加荷时间内，在受试材料上面钢球上施加一种恒定初负荷，随后施加主负荷，然后在恢复到相似初负荷。测量成果是由钢球压入材料总深度，减去卸去主负荷后规定期间内弹性恢复以及初负荷引起压入深度。
　　术语及定义
　　洛氏硬度标尺每一分度表达压头垂直移动0.002mm。洛氏硬度值由下式求出：
　　HR=130-e
　　HR—洛氏硬度值
　　e－主负荷卸除后压入深度
2）. 邵氏硬度测试
　　测试程序
　　邵氏A型硬度测试方式：
　　使用邵氏A型硬度机测试，测试时需注意按照原则。按照原则，测试环境须在原则状态下(23±2℃，50±5% R.H) 进行，且测试前试片须在原则状态下放置40小时以上。测试时，将试片置于硬度实验机平台上。调节使压针头与试样表面距离至25.4±2.5mm，然后，施加适当力度（不冲击被测物）使压针头压在试样上。待完全压下，与测试物接触1秒内，及时读取刻度值到整数字并记录其成果。（依照不同原则，读数时间有不同）为了让数值精确，需取5处且每处相距6mm以上。（某些原则取平均值作为硬度，某些取中间值）若实验成果低于10或高于90则不合用此硬度实验机。不不大于90时改用邵D型硬度计。
邵氏D型硬度计：
　 测试办法和A型一致，但若实验成果低于20或高于90则不合用此硬度实验机。低于20时，改用邵A型硬度计。 简朴来讲，邵氏A测试比较软材料（如橡胶），邵氏D测试比较硬材料（如塑料）。
3）.金属洛氏硬度（表达符号为HR，因所用压头和负荷不同分别再标A、B、C、E、F、N、T等，如HRA和HRC为洛氏硬度金刚石压头负荷为600N和1500N洛氏硬度标尺，HR B为淬火钢球压头负荷为1000N洛氏硬度标尺）。
　　测试原理
　　 将压头〖采用锥角为120○尖端圆弧半径0.2㎜金刚石圆锥或直径为1.588㎜（1/16英寸）淬火钢球〗分两个环节压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主实验力，测量在初实验力下残存压痕深度h，依照h值及常数N和S计算洛氏硬度。
　　术语及定义
　　洛氏硬度=N-h/S
　　术语及定义Terms and Definition
　　初始实验力-------实验时预加载实验力。
　　主实验力-------使测量样品产生残存压痕加载。
　　总实验力-------初始实验力加上主实验力。
　　测试程序
　　洛氏硬度应选取在较小温度变化范畴内进行，由于温度变化也许会对实验成果有影响。因此实验普通规定在10～35℃室温进行。试样应平稳地放置在刚性支承物上，并使压头轴线与试样表面垂直。避免试样产生位移。使压头与试样表面接触，在无冲击和振动状况下施加实验力，初实验力保持不应超过3秒。将测在不不大于1s且不不不大于8s时间内，从初实验力增长到总实验力，并保持4s±2s，然后卸除主实验力，保持初实验力，通过短暂稳定后，进行读数。为了读书精确，在实验过程中，硬度计应避免受到任何冲击和震动。
　　在多处取值时，两相邻压痕中心间距离至少应为压痕直径 4倍，但不得不大于2mm。任一压痕中心距试样边沿距离至少应为压痕直径2.5倍， 但不得不大于1mm。
4）.金属布氏硬度
　　测试原理
金属布氏硬度实验办法是采用一定直径钢球或硬质合金球以规定实验力，施加实验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除实验力，测量试样表面压痕直径。布氏硬度是以压痕单位表面积上所承受负荷大小来表达材料硬度值，因此，布氏硬度值是实验力除以压痕球形表面积所得商，当压头为钢球时布氏硬度以值HBS表达，压头为硬质合金球时布氏硬度以值HBW表达。
公式HBS=F/S
F—实验力（N）;
D—钢球直径(或硬质合金球直径)(㎜);
d—压痕直径(㎜);
布氏硬度测试示意图

布氏硬度与实验力除以压痕表面积商成正比。压痕被看作是具备一定半径球形，其半径是压头球直径一半。
　　术语及定义
　　实验力——实验时所用负载。
　　压痕平均直径——两互相垂直方向测量压痕直径算术平均值。
　　球直径——压头中硬质合金球直径。
　　测试程序
　　普通实验在10～35℃室温进行即可，如果有对温度规定严格实验（视乎材料对温度敏感性），实验温度应为23℃±5℃。
　　实验力选取应保证压痕直径在0.24D～0.6D之间。实验力－压头球直径平方比率鞋（1.02F/D2比值）应依照材料和硬度值选取。
　　为了保证在尽量大有代表性试样区域实验，应尽量选用大直径压头；当试样尺寸容许时，应优先使用直径为10mm球压头进行实验。
　　使压头与试样表面垂直接触，垂直于实验面施加实验力，加力过程中不应有冲击和震动，直至将实验力施加至规定值。
　　实验力保持时间为10～15秒。对特殊材料，实验力保持时间可以延长，但误差应在±2秒。
　　任一压痕中心距试样边沿距离，至少为压痕平均直径2.5倍。相邻压痕中心间距离至少为压痕直径3倍。应在两互相垂直方向测量压痕直径，用两个读数平均值计算布氏硬度。（或按GB/T 231.4查得布氏硬度值）
　　布氏硬度实验范畴上限不不不大于650HBW 。
5).金属维氏硬度（表达符号为HV）
　　测试原理
将顶部两相对面夹角具备规定角度为136○正四棱锥体金刚石压头用实验力，在一定负荷（50,100,200,300,500,1000N力）压入试样表面，保持规定期间后，卸除实验力，测量试样表面压痕对角线长。维氏硬度值是实验力除以压痕表面积所得商，压痕被视为具备正方形基面并与压头角度相似抱负形状。
公式HV=F/S(N/㎜2)
F—实验力（N）;
S—压痕表面积(㎜2);
　　术语及定义
　　实验力------实验时所用负载。
　　压痕对角线------卸载后，压头在被测样品表面留下方形或菱形压痕对角线。
　　压头夹角------压头顶部两相对面夹角。
　　测试程序
　　实验普通在10～35℃室温进行。对温度规定严格实验，实验温度应为23℃±5℃。依照试样厚度和硬度选取实验力。使压头与试样表面垂直接触，垂直于实验面施加实验力，加力过程中不应有冲击和震动，直至将实验力施加至规定值。实验力保持时间为10～15秒。对特殊材料，实验力保持时间可以延长，直至试样不再发生塑性变形，但误差应在±2秒。
　　应测量压痕两条对角线长度，用其算术平均值或通过查表得到硬度值。
　　放大系统应能将对角线放大到视场25%～75%。
6). 显微维氏硬度
　　术语及定义
　　实验力——实验时所用负载。
　　压痕对角线——卸载后，压头在被测样品表面留下方形或菱形压痕对角线。
　　压头夹角——压头顶部两相对面夹角。
　　测试程序
实验普通在10～35℃室温
进行。对温度规定严格实验，实验温度应为23℃±5℃。依照试样厚度和硬度选取实验力。使压头与试样表面垂直接触，垂直于实验面施加实验力，加力过程中不应有冲击和震动，直至将实验力施加至规定值。保持实验力时间为10～15秒。对特殊材料，实验力保持时间可以延长，但误差应在±2秒。
4 作业办法及工艺质量控制办法
4.1 接受委托
由委托单位出具检查委托单，一式二份交项目部金属监督室，检测人员确认后签字，回执一份交委托方。
4.2 作业办法及工艺质量控制办法
4.2.1 用随机硬度块对仪器进行检查，如误差超标则使用顾客校准功能进行校准。
4.2.2 测量时需要先加载，即向下推动加载套锁住冲击体。将冲击装置支承环紧压在试样表面上，冲击方向应与实验面垂直。按动冲击装置上释放按钮，进行测量。
4.3 硬度测量影响及解决办法
一、粗糙度影响及解决办法
二、挤压层影响及解决办法
1.）、使用常规仪器洛氏硬度计、布氏硬度计粗糙度影响及解决办法：
　　用台式 超级恒温水浴 测量布氏硬度时，压头是钢球压头，在一定压力下压入被测表面而得到一种圆形压痕，再用读数显微镜测量圆形压痕直径，然后在布氏硬度表中查找相应硬度值，即被测试样硬度值，而被测表面粗糙度直接影响硬度测量值精确性。当被测表面粗糙度值不不大于Ra=0.8μm时，随着粗糙度值增大，被测表面对压头抗力愈小，其塑性变形愈大，圆形压痕就愈大，相应硬度值也就愈小，致使测量值偏低于其真实值。实验证明，测量偏差在10HB以上(注：用台式硬度计测量洛氏硬度时，粗糙度影响较小)。
　　用便携式微电脑超声硬度计测量硬度时，粗糙度影响较用台式硬度计就更大了。当被测表面粗糙度值不不大于Ra=0.8μm时，随着粗糙度值增大，硬度计金刚石角锥体压头与被测表面接触面积就会增大。这种接触涉及压痕接触和非压痕接触。
　　压痕接触即压头自身压入被测表面后压头与压痕接触，接触面积也是极微小；而非压痕接触是指硬度计压头锥面与被测表面轮廓峰斜面接触。非压痕接触对硬度测量是不利。由于，微电脑超声硬度计工作原理是借助于杆超声振动测量硬度。在均匀接触压力下，使杆谐振频率随试样硬度高低而变化。若试样硬度愈低，压痕接触面积愈大，被测表面对传感器杆压头阻尼愈大，传感器杆压头振动幅度就愈小，谐振频率也就愈高。也就是说， 恒温水箱 压痕接触面积愈大，超声硬度计示值愈低。而非压痕接触大大地增长了压头与被测表面接触面积，致使示值偏低于真实值。实验证明，洛氏硬度测量偏差在10HRC左右；布氏硬度测量偏差在20HB左右。
　　解决办法：在测量试样硬度时，必要注意被测表面粗糙度与否符合检测条件。在正常使用条件下，必要保证试样被测表面粗糙度值不大于或等于Ra=0.8μm，若试样被测表面粗糙度值不不大于Ra=0.8μm，可以通过机械办法(上磨床)或手工办法，对被测表面进行研磨修整，使试样被测表面粗糙度达到检侧条件。将粗糙度影响限度降到最低，才干获得精确测量值。
二、挤压层影响及解决办法
　　挤压层即经车床精车加工出来试件表面上一层薄薄硬层。试件在被精车加工时，车刀同步对试件表面有一种挤压(滚压)作用，使精车面表层金属晶粒变形细化，较试件深层金属晶粒更细密，从而产生了一层薄薄硬层。硬层厚度普通在0.3毫米左右。这一硬层致使硬度测量值偏高于真空值，对用台式硬度计和微电脑超声硬度计测量硬度精确性有不同限度影响。
　　当用台式硬度计测量洛氏硬度时，硬度计压头是金刚石锥体，压头(锥顶直径为0.4毫米)与被测表面接触面积较小。加载时，压头很容易穿透挤压层，因而硬度测量偏差较小。实验证明，测量偏差普通在5HRC以内。用台式硬度计测量布氏硬度时，硬度计压头是钢球压头，压头与被测表面接触面积较大。加载时，压头必要克服挤压层较大阻力才干压入被测表面，这就使压头压入量不够，所压得圆形压痕也随之变小，致使相应硬度值偏高于其真实值。并且硬度测量偏差较大。实验证明，硬度测量偏差在20HB左右。无论测量洛氏硬度还是布氏硬度，随着试件自身硬度增大，硬度测量偏差就会减小。
　　挤压层对用微电脑超声<硬度计</A>测量硬度精确性影响最大。用超声硬度计测量硬度对试件损伤极小，基本是无损检测。在10N实验负荷下，压痕深度普通在4μm至50μm左右。而挤压层厚度普通在0.3毫米左右。因而，超声硬度计角锥体压头主线不能穿透挤压层，测得硬度值仅是挤压层硬度，而不是试件自身真实硬度。挤压层硬度高出试件真实硬度诸多，如果忽视了这一不利因素，就会导致了很大测量偏差。实验证明，洛氏硬度测量偏差普通在5-10HRC；布氏硬度测量偏差普通在几十个HB解决办法：如果在检测过程中，发现精车试件，在测量其硬度前，必要把被测表面测量位置挤压层解决掉；也可以把整个被测表面挤压层解决掉。可以通过机械办法(上磨床)或手工办法去掉挤压层。如果用手工办法解决挤压层，被测表面粗糙度有也许被破坏。如果这样，还必要对被测表面进行研磨修整，使试件被测表面粗糙度达到检测条件。这样才干获得真实可靠测量值
4.4 复检
a）发现检测工艺过程有误，应复检。
b）供需双方有争议或以为有其他必要时，应复检。
c）返修后部位，应复检。
4.5 各种记录和报告
当一种检测项目结束时，检测报告按综合实验室金属监督硬度检测报告格式编制，如检测报告格式因委托方或检测内容规定需要变更时，应上报公司批准后方可执行。
5 作业质量原则及检查规定
5.1 对于被检工件表面要预先进行清洁打磨解决，露出金属光泽并且平整、光滑。
5.2 对于轻型试样，必要与结实支承体紧密藕合，两藕合面必要平整、光滑、藕合剂用量不能太多，测试方向必要垂直于耦合平面。
5.3 试样每个部位普通要进行3-5次实验，取其平均值作为实验数据，数据分散不应超过平均值±15HB。
5.4 使用完毕后,应将冲击体释放，冲击装置内禁止使用各种润滑剂;
5.5在使用1000-次后，要用尼龙刷清理冲击装置导管及冲击体,清洁导管时先将支承环旋下,再将冲击体取出，将尼龙刷以逆时针方向旋入管内,究竟后拉出,如此重复5次,再将冲击体及支承环装上;
6 安全健康、环保技术办法
6.1 危害因素和环境因素辨认清单：
危害因素辨认清单
序号
危害类别
危害名称
来源于何 专业场 所/活动
何人/何物 也许受伤害
伤害将 如何发生
伤害后果
状态
时态
正常
异常
紧急
当前
过去
将来
1
其她伤害
高处作业未采用坠落办法
现场高处检查
附近人员、仪器设备
坠落后人员误伤仪器损坏
人员和设备伤害

√

√
2
意外坠落
高处作业人员未对的系挂安全带
高处作业场合
作业人员
站不稳失足或安全带脱落
人员伤亡

√
√
√

√
安全技术办法；
1. 进入现场必要带好安全帽，高处作业必要系好安全带，安全带应挂在上方牢固可靠处；高处作业人员应衣着灵便。
2. 操作人员进入现场检测时应严格执行关于安全管理制度。
7. 安全文明施工
1. 进入施工现场必要遵守各项管理制度，遵章守纪，保证做到“安全施工、文明施工”
2. 按规定原则对的使用劳动保护用品，着装要整洁、不得敞领卷袖，施工中不得赤膊，不得穿短裤；
3. 讲文明、讲礼貌、不在施工现场乱写乱画；
4. 施工机械、设备完好，保持清洁，防护装置齐全、可靠，安全操作规程醒目。
5. 在硬度检查工作结束后，清理好锉刀、砂纸等物，保证不导致二次污染，实现文明施工。

附录 1 硬度检查作业流程图
委托单位

委托单接受

现场环境调查

仪器调试

工器具
检查准备

测试操作

其 它

示值与否
可信

实验记录

是
实验报告

审 核
否
否
签发、存档
是