轧辊的硬度及测量.pdfVIP

四车间和二热车间隶属于集团公司轧辊电站事业部，是专业化的电站转子和 冶金轧辊制造基地，主要产品包括，锻钢支承辊、离心复合热轧工作辊（高速钢、 高铬钢、高铬铁、无限冷硬）、超超临界火电转子、核电常规岛转子、水轮机大 轴等。 其中主要产品是轧机工作辊和支承辊，也是集团公司的主要产品。轧辊是轧 钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。 它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。 轧辊硬度是一个间接的物理值，它的高低受到轧辊本身内部组织状态的影响， 如轧辊材料的基体硬度，轧辊材料中碳化物的种类和数量，轧辊的残余应力等等； 同时，由于轧辊硬度检测常用的肖氏和里氏硬度检测均为反弹式硬度检测，受检 测仪器的状态，操作者的心理因素等其他因素的影响较大。所以无论是轧辊的制 造和使用部门，需要配备专人负责硬度的检测工作，注意硬度计的选型，与其他 硬度的对比关系要稳定，同时要注意经常送检和校对硬度检测仪器和标准试块。 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。各种硬度标准的力学含义不 同，相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。压入硬度主要用于金属材料， 方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大 小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有 多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。回跳硬度是使 特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储 存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回跳高度测定）确定材料的硬度。 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力 F(N)，把直径为 D(mm) 的 淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力， 用读数显微镜测出压痕平均直径 d(mm) ，然后按公式求出布氏硬度 HB 值， 或者根据d 从已备好的布氏硬度表中查出 HB 值。 车间使用的便携式布什硬度计如图所示，测量方法是以一定直径的钢 球，在施以瞬间的冲击载荷后，使钢球陷于被测试件与标准硬度试件块中， 从而获得在标准试块和被测试件上的压痕，通过对两个压痕的简单测量和 查表即可迅速获得试件的硬度值。 生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色 金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。布氏硬度一般用于材料较软的时候， 如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度一般用于硬度较高的材料， 如热处理后的硬度等等。 洛氏硬度(HR)测试当被测样品过小或者布氏硬度(HB)大于450 时，就改用洛 氏硬度计量。试验方法是用一个顶角为 120 度的金刚石圆锥体或直径为 1.59mm/3.18mm 的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材 料的硬度。根据实验材料硬度的不同，可分为三种不同标度来表示： HRA 是采用60Kg 载荷和钻石锥压入器求的硬度，用于硬度极高的材料。例 如：硬质合金。 HRB 是采用100Kg 载荷和直径1.58mm 淬硬的钢球求得的硬度，用于硬度较 低的材料。例如：退火钢、 铸铁等。 HRC 是采用150Kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。 例如：淬火钢等 洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9 种组合，对应于洛氏 硬度的9 个标尺。这9 个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。最常用标 尺是HRC、HRB 和HRF，其中HRC 标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分 不锈钢。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。HRB 标尺用于测试各种退 火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。HRF 标尺用于测试纯铜、较 软的铜合金和硬铝合金。HRA 标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用 上一般只限于测试硬质合金和薄硬钢带材料。 表面洛氏硬度试验采用三种试验力，两种压头，它们有6 种组合，对应于表 面洛氏硬度的6 个标尺。表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充，在采 用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，表面硬化层较浅或测试表面镀 覆层时，就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压头，采 用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力，就可以在上述试样上得到有效的硬 度试验结果。表面洛氏硬度的 N 标尺适用于类似洛氏硬度的 HRC、HRA 和 HRD 测试的材料；T 标尺适用于类似洛氏硬度的HRB、HRF 和HRG 测试的材料。