作者:北国老剑
紧固件作为紧固连接两个或两个以上的零件成为一件整体时所采用的一类机械零件,在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、仪表和用品等方面应用极为广泛。紧固件具有品种规格繁多、性能用途各异以及标准化、系列化、通用化的程度很高的特点。因此,人们对紧固件的检测提出了更高的要求。
国家对于紧固件的质量检测推出了系列标准,其中包括GB/T 5779.1-2000 《紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求》、GB/T 5779.2-2000 《紧固件表面缺陷螺母》、GB/T 5779.3-2000 《紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱特殊要求》、GB/T 3098.12-1996 《紧固件机械性能螺母锥形保证载荷试验》、GB/T 90.3-2010 《紧固件质量保证体系》、GB/T 13682-1992 《螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法》等等。
根据国家标准GB3098.1和国家标准GB3098.3中规定,硬度测量是在零件横截面的1/2半径处丈量,拉力试样也是从1/2半径处截取。然而,在实际情况下,材料的淬透性好,那么产品硬度能均匀分布,从而强度和应力也能满足需求;材料的淬透性差时,硬度虽然合格,但是强度和应力往往达不到需求。
对于紧固件的硬度检测,常见的硬度试验方法如洛式、维氏、肖氏、布氏等都在被采用,然而,如果不能对硬度试验有较为明确的认识,那么就不能使产品安全地应用在各个行业。本文简要介绍一下维氏硬度试验在紧固件检测中的应用。
维氏硬度试验测定原理是根据单位压陷凹面积承受的负荷,即应力值作为硬度值的计量指标。维氏硬度计使用一个相对两面间夹为136°的金刚石正四面棱椎体压头,在一定负荷作用下,压入被测金属表面,然后通过计算锥形压痕的表面积及其每单位面积所受的平均应力压痕来计算出被测物的硬度值。
由于维氏硬度压头采用四方角锥后,其压痕为一个具有清晰轮廓的正方形,在测量其对角长度时误差小,这保证了测量结果的准确性。此外,维氏硬度试验机本身采用自动加荷装置,能够精确地调节加荷速度和保持时间,这保证了试验机本身的测量精度。
维氏硬度与布氏硬度相比,不存在压头变形问题,而洛氏硬度由于以压痕深度为计量指标,而压痕深度总比压痕宽度要小些,因此误差相比维氏硬度要大。从这些对比中可以看到,维氏硬度在紧固件硬度检测中具有很大的优势,推广维氏硬度试验对于保证紧固件的质量具有非常重要的意义。
在国内市场上,生产销售维氏硬度计的代表企业有上海集敏测试仪器有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、时代集团,等等。其中上海集敏测试仪器有限公司生产的手动/自动转塔程控数显维氏硬度计既适用于测量微小、薄形及表面渗镀层处理后的零件,也适用于一般机械零件测试。