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測試精度的試驗研究
一、前言
里氏硬度儀 是當前在世界上廣泛應(yīng)用的先進的動態(tài)硬度測試儀，具有靈敏度高，使用方便靈活，可應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場直接測試工件本體等優(yōu)點。我廠擁有多臺歐譜公司生產(chǎn)的里氏硬度測試儀。在使用中我們發(fā)現(xiàn)用其測試我廠生產(chǎn)的球墨鑄鐵件(主要用于曲軸)，儀器所顯示的HB 值與解剖后在靜態(tài)硬度儀(HB―3000 型)所測得的HB 值有較大差異。這給我們正確鑒定和評價鑄件的材質(zhì)質(zhì)量帶來困難，甚至產(chǎn)生矛盾。為了使里氏硬度儀能為我們提供可靠的數(shù)據(jù)，使其在生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用，我們進行了這項試驗研究。
二、試驗方法
1.選擇試樣與硬度儀
1)由于是在生產(chǎn)條件下進行試驗，因此以我廠生產(chǎn)的典型鑄件曲軸作為試件。該產(chǎn)品材質(zhì)牌號QT550-3,單件重19.5kg。
2)硬度測試儀用分別用D 型沖頭和G 型沖頭，一臺HB―3000 型靜態(tài)布氏硬度儀。
2.試驗步驟
1)任取一批曲軸，用銼刀和砂紙將其硬度測試點(產(chǎn)品設(shè)計時確定的)處理成表面粗糙度Ra＜2μm。
2)用同一里氏硬度儀，但用D 型和G 型兩種不同的沖擊頭，在處理過的測試平臺上不同部位各測5點(測試平臺的面積有限不能多測)取其平均值。
3)將里氏硬度儀測試過的曲軸第一主軸徑用鋸床切割下來，制成布氏硬度儀測試塊。
4)在HB-3000 型硬度儀上對制成的試塊在其剖斷面靠近硬度測試平臺一側(cè)測其布氏硬度值。
測試參數(shù)列表1 如下：
試樣編號 1 2 3 4 5 6 7
里氏硬度值XD : HLD 507 508 517 500 489 513 517
里氏硬度值XG : HLD 480 480 490 476 466 487 491
布氏硬度值Xi : HB 229 229 235 225 221 230 234
試樣編號 8 9 10 11 12 13 14
里氏硬度值XD : HLD 526 556 541 538 506 505 557
里氏硬度值XG : HLD 500 524 512 580 473 470 525
布氏硬度值Xi : HB 234 246 244 239 226 228 245
試樣編號 15 16 17 18 19 20 21
里氏硬度值XD : HLD 533 551 498 497 54 525 550
里氏硬度值XG : HLD 504 518 474 477 518 499 523
布氏硬度值Xi : HB 40 241 44 225 245 235 241
三、測試數(shù)據(jù)的回歸處理
1、按表1 所列參數(shù)繪制XD：與Yi 及XG；與Yi 的相關(guān)圖。
2、求得兩個回歸方程(1)和(2)：
YD i =34.751＋0.381125XD i (1)
YG i =33.878＋0.404664XG i (2)
方程(1)的相關(guān)系數(shù)rD＝0.960327
方程(2)的相關(guān)系數(shù)rG＝0.963226
3、做回歸換算曲線。
把表1 測試數(shù)據(jù)自變量值XD i(HLD)、 XG i(HLG)分別代入方程式(1)、(2)，便得出相應(yīng)的回歸布氏硬度值?，(HB)，如表2、表3 所示。
根據(jù)表2、表3 的測試參數(shù)XD i(HLD)、XG i(HLG)與相對應(yīng)的回歸換算布氏硬度值
?i(HB)繪制回歸換算曲線圖。
測試值Y : 與回歸換算值Y i 對比 表2
試樣編號 1 2 3 4 5 6 7
里氏硬度值XDi : HLD 507 508 517 500 489 513 517
里氏硬度值Yi : HB 223 229 235 225 221 230 234
布氏硬度值?i : HB 228 228 232 225 221 230 232
試樣編號 8 9 10 11 12 13 14
里氏硬度值XDi : HLD 526 556 541 538 506 505 557
里氏硬度值Yi : HB 234 249 244 239 226 226 245
布氏硬度值?i : HB 235 247 241 240 228 228 247
試樣編號 15 16 17 18 19 20 21
里氏硬度值XDi : HLD 533 551 498 497 542 525 550
里氏硬度值Yi : HB 240 241 224 225 245 235 241
布氏硬度值?i : HB 238 245 224 224 241 235 244
測試值Y i 與回歸換算值? i 對比 表3
試樣編號 1 2 3 4 5 6 7
里氏硬度值XG i HLD 473 480 490 476 466 487 491
里氏硬度值Yi HB 223 229 235 225 221 230 234
布氏硬度值?i : HB 223 228 232 226 222 231 232
試樣編號 8 9 10 11 12 13 14
里氏硬度值XD : HLD 526 556 541 538 506 505 557
里氏硬度值XG : HLD 500 524 512 580 473 470 525
布氏硬度值Xi : HB 234 246 244 239 226 228 245
試樣編號 15 16 17 18 19 20 21
里氏硬度值XG i HLD 504 518 474 477 518 499 538
里氏硬度值Yi HB 240 241 224 225 245 235 239
布氏硬度值?i : HB 238 243 226 227 243 236 245
通過以上分析可以看出,利用方程1和方程2對測試值進行回歸換逄具有較小的誤差，其結(jié)果是可靠的。
四、結(jié)論
1、測球墨鑄鐵件，經(jīng)適當?shù)幕貧w換算后，其測試結(jié)果是可靠的。
2、對同一狀態(tài)的球鐵測試表面，用G 型沖頭比用D 型沖頭所測數(shù)值的分散度要小。這是因為G 型沖頭的沖擊功大，硬度壓痕亦大，從而減小了對測試表面組織不均勻性及粗糙度不均勻的敏感性。
3、雖然G 沖頭測值分散度較D 沖頭小，但取幾點平均值的換算誤差兩者基本相同。
4、此試驗是在生產(chǎn)條件下進行的，有其局限性。如取值范圍不夠?qū)?只在HB221-249 之間)。因此所配回歸方程也只是在此范圍之間的硬度值應(yīng)用起來才比較理想。
5、今后要進一步做的工作是加大試驗的取值范圍，使之更具有普通性。還要在其它牌
號的球鐵件上做試驗，以使里氏硬度計得到更廣泛的應(yīng)用并取得更高的測試精度。

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