洛氏硬度計示值誤差的原因分析

（廣東省江門市質量計量監督檢測所，廣東 江門 529000）

洛氏硬度計示值誤差的原因分析

呂秋勁

（廣東省江門市質量計量監督檢測所，廣東 江門 529000）

本文對實際檢定工作中遇到的影響洛氏硬度計示值誤差的原因進行了分析。

洛氏硬度計；示值誤差；凸圓柱面上的試驗

洛氏硬度計在許多企事業單位中都有大量使用，是許多工廠和檢測機構作為質量管理和質量控制的一種常用的檢測儀器，也是我們計量檢定人員經常接觸的計量儀器。以下的一例對洛氏硬度計示值誤差的原因分析也許會對我們的工作有一定的啟發。

筆者對某五金廠一臺洛氏硬度計進行計量檢定。該硬度計是一臺型號為HR-150的洛氏硬度計，有HRA，HRB，HRC三個標尺，買回來有幾年了，每年都有進行定期的計量檢定。作為后續檢定，我根據JJG112-2003 金屬洛氏硬度計檢定規程，對該硬度計的外觀、加力速度，試樣位移和機架變形，硬度計示值等檢定項目進行了檢定，一切正常。當我準備離開時，該廠的技術主管來到現場向我反映使用該硬度計對他們廠的產品進行測量時，其結果偏小，與他們產品的要求相差較大，因此懷疑該硬度計的示值有問題，并希望我能幫他們找一下原因。

知道這種情況之后，我也覺得有些奇怪，于是向對方解釋這臺硬度計剛通過檢定，其各項性能指標都符合檢定規程的要求，不太可能是儀器的問題，同時也表示愿意幫客戶分析找出原因。了解到其產品在硬度方面的要求是（27±2）HRC。為了消除對方的疑慮，又拿出了標準洛氏硬度塊當著對方的面對該硬度計的硬度示值測了幾點，發覺該硬度計的示值與標準值相比大了0.8HRC，而不是像對方所反映的示值誤差偏小，其示值誤差和示值的重復性均符合檢定規程要求。為了保險起見，我又對該硬度計的升降絲杠軸線與主軸軸線的同軸度以及主軸與試臺臺面的垂直度等兩項應該在首次檢定中檢定的項目也檢查了，其結果也都符合檢定規程的要求。隨后為了逐項找出原因，我又讓對方的試驗員當場用我帶來的標準硬度塊測了幾點，結果也符合檢定規程要求。通過以上方法，基本排除了儀器誤差和人員操作的原因。

在排除了儀器誤差和人員操作的原因之后，對方也表示其原材料采購于正規廠家，而且進貨時也有試驗，出現問題的機會較小，但做成產品來試驗時，卻發現其硬度值偏低得嚴重。我于是要求對方拿他們的產品來試一下。產品拿來了之后，我發現產品是一些細的不銹鋼圓條。在試驗過程中，試驗員截取一段圓鋼條放在V型臺座上，用洛氏硬度計來檢測硬度。其結果顯示硬度值偏小。根據我以前看過的一些資料，對于這種放在V型臺座上測試的圓鋼條是屬于凸圓柱面上的試驗，其結果需要修正，結果的修正值與圓柱面的曲率半徑有關。于是我向其技術主管詢問產品的規格尺寸，得到的答復是規格有多種，都是圓條狀，直徑在φ3mm到φ5mm之間。我隨后又用游標卡尺選其中最粗的一根量了一下，是φ5mm的。然后讓試驗員截取一段，放在V型臺座上按規定的要求在不同位置測了幾點并記錄下來，發覺與27HRC的標準差得比較多，示值偏小。

表1

筆者在國標GB/T 230.1—2009金屬材料洛氏硬度試驗 第1部分：試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺）中找到了影響示值的原因。在國標GB/T 230.1—2009的附錄C中的表C.1，表上給出了在凸圓柱面上做洛氏硬度C標尺試驗的修正值。現節錄其表格如表1：

根據表1所示，當圓柱面的曲率半徑等于或小于5mm的時候，在27HRC的讀數由于修正值太大，因而不在表中規定。換而言之，由于試樣的曲率半徑尺寸太小，同時其試樣的硬度值也太小，所以測得結果的修正值太大從而影響了測量的準確性。由此看來廠方所放映的測量結果不準，很大程度上與其試樣的外形尺寸有關，而并非是由于硬度計本身的問題。對于在這種小尺寸凸圓柱面的工件，并且其材料本身的硬度值也不高的情況，直接把試樣放在V型臺座上對其洛氏硬度值進行測量，其結果與實際情況會有較大的差距。如果要準確測出這種工件的洛氏硬度值，必須在試件的形狀尺寸或者試驗方法等方面作出改變。

在找出了原因之后，筆者提出以下的建議：

1 建議在原材料進貨的階段對材料的洛氏硬度值進行檢測。因為這時材料還沒加工成成品，可以根據實際情況取試樣，其試樣的外形尺寸要可能地適合金屬材料的洛氏硬度試驗方法，同時要注意如果試樣還是這種凸圓柱面的話，要根據其曲率半徑查國標GB/T 230.1—2009取合理的修正值。

2 如果實在是一定要對加工好的產品工件進行洛氏硬度的檢測的話，鑒于其產

品外形尺寸和硬度的特殊性，建議廠方根據實際情況選用其它合適的試驗方法，例如采用顯微硬度的測量方法，測出其顯微硬度值，再查找資料，把顯微硬度值換算為洛氏硬度值。

通過對這一次的洛氏硬度計的示值誤差原因分析，我有以下的體會：

1 作為一名計量檢定人員，不僅要對所檢儀器的檢定規程和檢定方法要熟悉，而且最好要對該儀器的使用及其試驗方法及使用相關的標準及規范都要盡可能的了解一些。因為客戶在使用儀器的過程中，會遇到許多問題，不時需要我們去協助查找原因，例如試驗比對對不上等，由于其中涉及的原因很多，這就要求我們檢定人員的知識面要擴寬一點，才能更好的為客戶解決一些在使用過程中發現的問題。

2 還有許多廠家生產類似形狀的產品，例如生產電機轉軸等。在以后的工作中，我們在還有機會碰到類似的企業，類似問題，這就要求我們根據實際情況，逐一分析原因，排查問題，及時向相關的客戶提出適當的建議，提高服務質量，從而為客戶提供更好的服務。

[1] GB/T 230．1—2009，金屬材料洛氏硬度試驗[S]．第1部分：試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺）．

[2] JJG112-2003，金屬洛氏硬度計檢定規程[S]．

TB93

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