THL100里氏硬度计说明书.docx
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THL100里氏硬度计说明书
1概述
1.1产品特点
●依据里氏硬度测量原理，可以对多种金属材料进行高精度检测。
●支持“锻钢（Steel）”材料，当用D/DC型冲击装置测试“锻钢”试样时，可直接读取HB值，无需人工查表。
●方便切换至所有的硬度制式（HL、HB、HRB、HRC、HRA、HV、HS），平行转换各硬度制测值。
●采用大屏幕128×64图形点阵液晶显示器，信息丰富、直观。
●全中文显示，菜单式操作，操作简单方便。
●有高亮背光显示，方便在光线灰暗环境使用。
●RS232通信接口，可以方便、快捷的与PC机进行数据交换和参数设定。
●一台主机可配备7种不同冲击装置使用，自动识别冲击装置类型。
更换时无需重新校准。
●可存储最大600组（冲击次数32～1）硬度测量数据。
每组数据包括单次测量值、平均值、测量日期、冲击方向、次数、材料、硬度制等信息。
●可预先设置硬度值上、下限，超出范围自动报警，方便用户批量测试的需要。
●全密封金属外壳，小巧、便携、可靠性高，适用于恶劣操作环境，抗震动、冲击和电磁干扰。
●电源供电采用2节AA（五号）普通碱性电池，可连续工作不少于150小时，具有自动休眠、自动关机等节电功能。
●液晶上有剩余电量指示图标，提示用户及时更换电池。
●具有示值软件校准功能。
●可配备功能强大的微机软件，具有传输测量结果、测值存储管理、测值统计分析、打印测值报告等丰富功能，满足质量保证活动和管理的更高要求。
●设计依据标准：
《里氏硬度计技术条件》JB/T9378-2001。
1.2主要用途及适用范围
1.2.1主要用途
●已安装的机械或永久性组装部件。
●模具型腔。
●重型工件。
●压力容器、汽轮发电机组及其设备的失效分析。
●试验空间很狭小的工件。
●轴承及其它零件。
●要求对测试结果有正规的原始记录。
●金属材料仓库的材料区分。
●大型工件大范围内多处测量部位的快速检验。
1.2.2适用范围
适用范围见表1、表2。
表1
材料
硬度制
冲击装置
D/DC
D+15
C
G
E
DL
Steelandcaststeel
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
30.1～110.1
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
Stainlesssteel
不锈钢
HRB
46.5～101.7
HB
85～655
HV
85～802
GC.IRON
灰铸铁
HRC
HB
93～334
92～326
HV
NC、IRON
球墨铸铁
HRC
HB
131～387
127～364
HV
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
（黄铜）
HB
40～173
HRB
13.5～95.3
BRONZE
铜锡合金
（青铜）
HB
60～290
COPPER
纯铜
HB
45～315
表2
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
763～2007
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
1.3品种规格
序号
名称
数量
备注
标准配置
1
主机
1台
2
D型冲击装置
1只
3
高值里氏硬度块
1块
4
尼龙刷A
1只
5
小支承环
1只
6
RS232通信线缆
1条
7
打印线缆
1条
选购件
8
数据处理软件
1套
选购件
选择配置
9
尼龙刷B
G型冲击装置使用
10
异型冲击装置
见表3
11
异型支承环
见表4
表3
异型冲击装置
DC（D）/DL
D+15
C
G
E（需进口）
冲击能量
冲击体质量
11mJ
5.5g/7.2g
11mJ
7.8g
2.7mJ
3.0g
90mJ
20.0g
11mJ
5.5g
球头硬度:
球头直径:
球头材料:
1600HV
3mm
碳化钨
1600HV
3mm
碳化钨
1600HV
3mm
碳化钨
1600HV
5mm
碳化钨
5000HV
3mm
金刚石
冲击装置直径:
冲击装置长度:
冲击装置重量:
20mm
86（147）/75mm
50g
20mm
162mm
80g
20mm
141mm
75g
30mm
254mm
250g
20mm
155mm
80g
试件最大硬度
940HV
940HV
1000HV
650HB
1200HV
试件表面平均
粗糙度Ra:
1.6μm
1.6μm
0.4μm
6.3μm
1.6μm
试件最小重量:
可直接测量
需稳定支撑
需密实耦合
>5kg
2～5kg
0.05～2kg
>5kg
2～5kg
0.05～2kg
>1.5kg
0.5～1.5kg
0.02～0.5kg
>15kg
5～15kg
0.5～5kg
>5kg
2～5kg
0.05～2kg
试件最小厚度
密实耦合
硬化层最小深度
5mm
≥0.8mm
5mm
≥0.8mm
1mm
≥0.2mm
10mm
≥1.2mm
5mm
≥0.8mm
球头压痕尺寸
硬度300HV时
压痕直径
压痕深度
0.54mm
24μm
0.54mm
24μm
0.38mm
12μm
1.03mm
53μm
0.54mm
24μm
硬度600HV时
压痕直径
压痕深度
0.54mm
17μm
0.54mm
17μm
0.32mm
8μm
0.90mm
41μm
0.54mm
17μm
硬度800HV时
压痕直径
压痕深度
0.35mm
10μm
0.35mm
10μm
0.35mm
7μm
--
--
0.35mm
10μm
冲击装置适用范围
DC型测量孔或园柱筒内；
DL型测量细长窄槽或孔；
D型用于常规测量
D+15型接触面细小，加长，适宜测量沟槽或凹入的表面
C型冲击力小，对被测表面损伤很小，不破坏硬化层，适合测量小轻薄部件及表面硬化层。
G型测量大厚重及表面较粗糙的铸锻件。
E型测量硬度极高材料
表4
序号
代号
型号
异型支承环简图
备注
1
03-03.7
Z10-15
测外圆柱面R10～R15
2
03-03.8
Z14.5-30
测外圆柱面R14.5～R30
3
03-03.9
Z25-50
测外圆柱面R25～R50
4
03-03.10
HZ11-13
测内圆柱面R11～R13
5
03-03.11
HZ12.5-17
测内圆柱面R12.5～R17
6
03-03.12
HZ16.5-30
测内圆柱面R16.5～R30
7
03-03.13
K10-15
测外球面SR10～SR15
8
03-03.14
K14.5-30
测外球面SR14.5～SR30
9
03-03.15
HK11-13
测内球面SR11～SR13
10
03-03.16
HK12.5-17
测内球面SR12.5～SR17
11
03-03.17
HK16.5-30
测内球面SR16.5～SR30
12
03-03.18
UN
测外圆柱面，
半径可调R10～∞
1.4工作条件
工作温度：
－10℃～＋55℃；
存储温度：
－20℃～＋75℃；
相对湿度≤90％；
周围环境无振动、无强烈磁场、无腐蚀性介质及严重粉尘。
2结构特征与工作原理
2.1结构特征
2.1.1硬度计
1主机2冲击装置
2.1.2主机
1外壳2通信插座（RS232）3冲击装置插座
4键盘5液晶显示屏6铭牌
2.1.3D型冲击装置
1234567
1释放按钮2加载套3导管4线圈部件5导线6冲击体7支承环
2.1.4异型冲击装置
DCDLCD+15EG
2.2工作原理
用规定质量的冲击体在弹力作用下,以一定速度冲击试样表面,用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度值。
计算公式如下：
HL=1000×VB/VA
式中：
HL——里氏硬度值
VB——冲击体回弹速度
VA——冲击体冲击速度
冲击装置输出信号示意图如下:
3技术特性
3.1技术参数
●测量范围：
HLD（170～960）HLD
●测量方向：
360°垂直向下、斜下、水平、斜上、垂直向上
●硬度制式：
里氏（HL）、布氏（HB）、洛氏B（HRB）、洛氏C（HRC）、洛氏A（HRA）、维氏（HV）、肖氏（HS）
●测量材料：
钢和铸钢、合金工具钢、不锈钢、灰铸铁、球墨铸铁、铸铝合金、铜锌合金（黄铜）、铜锡合金（青铜）、纯铜、锻钢
●显示：
LCD,128×64图形点阵液晶
●数据存储：
最大600组（冲击次数32～1）
●工作电压：
2×1.5V普通碱性电池
●持续工作时间：
约100小时（不开背光时）
●通讯接口：
RS232
●示值误差和示值重复性见表5。
表5
序号
冲击装置类型
标准里氏硬度块硬度值
示值误差
示值重复性
1
D
760±30HLD
530±40HLD
±6HLD
±10HLD
6HLD
10HLD
2
DC
760±30HLDC
530±40HLDC
±6HLDC
±10HLDC
6HLD
10HLD
3
DL
878±30HLDL
736±40HLDL
±12HLDL
12HLDL
4
D+15
766±30HLD+15
544±40HLD+15
±12HLD+15
12HLD+15
5
G
590±40HLG
500±40HLG
±12HLG
12HLG
6
E
725±30HLE
508±40HLE
±12HLE
12HLE
7
C
822±30HLC
590±40HLC
±12HLC
12HLC
3.2尺寸重量
3.2.1外形尺寸:
132×82×33mm（主机）。
3.2.2重量:
约0.6kg（主机）。
4使用
4.1使用前的准备和检查
4.1.1被测试样表面的要求
试样表面的状况应符合表3中的有关要求。
●试样表面温度不能过高，应小于120℃。
●试样表面粗糙度不能过大，否则会引起测量误差。
试样的被测表面必须露出金属光泽，并且平整、光滑、不得有油污。
●试样重量的要求：
对大于5kg的重型试样，不需要支撑；重量再2-5kg的试件、有悬伸部分的试件及薄壁试件在测试时应用物体支撑，以避免冲击力引起试件变形、变曲和移动。
对中型试样，必须置于平坦、坚固的平面上，试样必须决对平稳放置，不得有任何晃动。
●曲面试样：
试样的试验面最好是平面。
当被测表面曲率半径R小于30mm（D、DC、D+15、C、E、DL型冲击装置）和小于50mm（G型冲击装置）的试样在测试时应使用小支承环或异型支承环。
●试样应有足够的厚度，试样最小厚度应符合表3规定。
●对于具有表面硬化层的试样，硬化层深度应符合表3规定。
●耦合
——对轻型试样，必须与坚固的支承体紧密耦合，两耦合表面必须平整、光滑、耦合剂用量不要太多，测试方向必须垂直于耦合平面；
——当试样为大面积板材、长杆、弯曲件时，即使重量、厚度较大仍可能引起试件变形和失稳，导致测试值不准，故应在测试点的背面加固或支承。
●试样本身磁性应小于30高斯
4.1.2仪器系统设置
具体设置方法见6.9。
4.1.3仪器测量条件设置
具体设置方法见6.5。
4.2测量
●测量前可先使用随机标准里氏硬度块对仪器进行检验,其示值误差及重复性应不大于表5的规定。
注：
随机硬度块的数值是用标定过的里氏硬度计，在其上垂直向下测定5次，取其算术平均值作为随机硬度块的硬度值。
如该值超标，可以使用用户校准功能进行校准。
4.2.1启动
●将冲击装置插头插入位于仪器上端的冲击装置插口。
●
按【】键，此时电源接通，仪器进入测量状态。
4.2.2加载
向下推动加载套锁住冲击体；对于DC型冲击装置，则可将加载杆吸于试验表面，将DC型冲击装置插入加载杆，直到停止位置为止，此时就完成了加载。
4.2.3定位
将冲击装置支承环按选定的测量方向紧压在试样表面上，冲击方向应与试验面垂直；
4.2.4测量
●按动冲击装置上部的释放按钮，进行测试。
此时要求试样、冲击装置、操作者均稳定，并且作用力方向应通过冲击装置轴线。
●试样的每个测量部位一般进行五次试验。
数据分散不应超过平均值的±15HL。
●任意两压痕之间距离或任一压痕中心距试样边缘距离应符合表6规定。
●对于特定材料，欲将里氏硬度值较准确地换算为其他硬度值，必须作对比试验以得到相应换算关系。
方法是：
用检定合格的里氏硬度计和相应的硬度计分别在同一试样上进行试验。
对于每一个硬度值，在三个以上需要换算的硬度压痕周围均匀分布地各测定5点里氏硬度，用里氏硬度平均值和相应硬度平均值分别作为对应值，作出硬度对比曲线，对比曲线至少应包括三组对应的数据。
表6
冲击装置类型
两压痕中心间距离（mm）
压痕中心距试样边缘距离（mm）
不小于
不小于
D、DC
3
5
DL
3
5
D+15
3
5
G
4
8
E
3
5
C
2
4
4.2.5读取测量值。
用多个有效试验点的平均值作为一个测量试验数据。
4.2.6打印输出结果。
具体设置方法见6.3.3和6.6。
4.2.7按【】键关机。
4.2.8试验结果表示方法
●在里氏硬度符号HL前示出硬度数值，在HL后面示出冲击装置类型。
例如700HLD表示用D型冲击装置测定的里氏硬度值为700。
●对于用里氏硬度换算的其它硬度，应在里氏硬度符号之前附以相应的硬度符号。
例如400HVHLD表示用D型冲击装置测定的里氏硬度换算的维氏硬度值为400。
注：
不同冲击装置类型测得的HL值不同，例如700HLD≠700HLC。
5特别提示
●更换冲击装置一定要在关机状态进行，否则无法自动识别冲击装置类型，还有可能造成仪器电路板的损坏。
●正常情况下，在未达到设定的【冲击次数】时不能存储当前测量值。
如果此时希望存储，可以先按【平均】键提前结束测量。
●按【平均】键提前结束测量时，【系统设置】菜单中的【自动存储】、【自动传输数据】等功能均不起作用。
●只有D型和DC型冲击装置有强度测量功能，所以使用其它类型的冲击装置时，将无法修改【硬度/强度】设置，如果用D/DC型冲击装置设为【强度】后，又更换为其它冲击装置，【硬度/强度】设置会自动修改为【硬度】。
●当设定为【强度】测量时，将不能设置硬度制（光标会从【硬度制】上跳过）。
●不是所有材料都可以转换成所有硬度制，更改材料后硬度制会自动恢复为里氏HL。
所以设置测量条件时要先设置【材料】，再设置【硬度制】。
6操作详解
6.1开机
按【】键开机，仪器显示：
冲击装置：
D
仪器会检测冲击装置类型并显示，此时请注意观察是否正确，然后进入测量主显示界面。
6.2关机
任何显示状态下按【】键均可关机。
6.3测量
开机后会自动进入主显示界面，如下图所示：
冲击方向
6.3.1内容说明
电池信息：
显示剩余电量。
冲击方向：
当前冲击方向。
平均值提示：
达到设定的冲击次数后，显示平均值时出现。
硬度制：
当前测量值的硬度制。
测量值：
当前单次测量值（无平均值提示），当前平均值（有平均值提示）。
显示
表示超过转换或测量范围，
表示低于转换或测量范围。
材料：
当前设定的材料。
冲击次数：
测量时显示已经完成的冲击次数，用次数快捷键设置冲击次数时显示设置的冲击次数，浏览单次测量值时显示单次测量值的对应次数。
6.3.2测量操作
在主界面下可以进行测量，每完成一次测量，显示本次测量值；冲击次数计数增1；如果超出公差限，蜂鸣器长鸣一声；达到设定的冲击次数后，蜂鸣器短鸣两声，等待2秒后蜂鸣器短鸣一声显示平均值。
6.3.3按键操作
●按【存储】键可以存储当前组数据，仅在显示平均值后才有效，并且只能保存1次。
●按【删除】键可以删除最近一次的单次测量值，但需在如下显示界面确认：
按【】【】键将光标移到【是】上按【确认】键可以确认删除最近一次的单次测量值。
按【】【】键将光标移到【否】上按【确认】键可以取消删除操作。
不管光标位置，按【取消】键也可以取消删除操作。
●按【
】或【
】键可以浏览单次测量值，再按【取消】键恢复显示平均值或最后测量值，按【
】或【
】键的浏览顺序不同。
●按【平均】键可以在未达到设定的冲击次数时结束测量，显示平均值。
●按【背光】键可以开关液晶背光。
●按【菜单】键可以进入主菜单。
快捷设置键：
●按【方向】键可以改变冲击方向设置。
●按【次数】键可以改变冲击次数设置。
第一次按时，【冲击次数】反白显示当前的设置冲击次数，再按时每次增1，到32次后又会回到1次。
●按【硬度】键可以改变硬度制设置，每按一次会在当前材料和冲击装置所有可以转换的各种硬度制之间循环，并且显示相应的硬度制式对应的转换值,如果当前设置为强度测量，会转换为里氏。
●按【材料】键可以改变材料设置，每按一次会在各材料之间循环，并将硬度制改为里氏，所以测量时要先设材料，再设硬度制。
注：
所谓“转换”是指对于某种材料，依据里氏硬度和其它硬度在大量试验的基础上建立的对应关系。
根据这种关系，硬度计自动将测量的里氏硬度值经过计算“变为”其它硬度制的硬度值。
6.4菜单结构图
仪器参数的设置和附加功能均可通过菜
单操作实现，在主显示界面按【菜单】键可
以进入主菜单。
6.5测量条件设置
在主显示界面按【菜单】键进入主菜单。
打印功能
打印功能
存储管理
系统设置
测量条件设置
按【确认】键进入【测量条件设置】菜单。
1、菜单下部左侧的符号↓表示此菜单还未结束，按【
】键可以继续向下翻看，菜单上部左侧的符号↑表示此菜单上部还有内容，按【
】键可以继续向上翻看。
冲击方向
平均次数
材料
硬度制
公差限
硬度/强度:
硬度
按【
】【
】键移动光标至欲设定的条件，按【确认】键。
2.当【硬度/强度】设为【强度】时，不能再选择硬度制，所以移动光标时光标会从【硬度制】选项跳过。
3.仅D/DC型冲击装置有强度测量功能，所以，当使用其它冲击装置时，光标不能移到【硬度/强度】选项上。
6.5.1冲击方向设置
冲击方向
================
按【】【】键移动光标至欲设定的冲击方向。
按【确认】键完成更改。
按【取消】键取消更改。
6.5.2平均次数设置
可以在1～32次范围内修改平均次数。
按数字键输入数值，光标会自动向右循环移动。
按【确认】键完成更改。
按【取消】键取消更改。
6.5.3材料设置
6.5.3.1【硬度/强度】设为硬度时会显示以下可选材料：
钢和铸钢、合金工具钢、不锈钢、灰铸铁、球墨铸铁、铸铝合金、铜锌合金（黄铜）、铜锡合金（青铜）、纯铜、锻钢。
合金工具钢
不锈钢
灰铸铁
球墨铸铁
按【
】【
】键移动光标到要设定的材料。
按【确认】键完成更改。
按【取消】键取消更改。
注：
1.更改材料设置后，硬度制设置自动恢复为HL。
2．选择硬度制前请先选择材料。
6.5.3.2【硬度/强度】设为强度时显示以下可选材料：
按【
】【
】键移动光标到要设定的材料。
按【确认】键完成更改。
按【取消】键取消更改。
注1.菜单下部左侧的符号↓表示此菜单还未结束，按【
】键可以继续向下翻看，菜单上部左侧的符号↑表示此菜单上部还有内容，按【
】键可以继续向上翻看。
6.5.4硬度制设置
按【】【】或【
】【
】键移动光标到要设定的硬度制。
按【确认】键完成更改。
按【取消】键取消更改。
注：
1.这里仅显示当前选定的冲击装置和材料可以转换的硬度制，不能转换的硬度制不显示。
2.选择硬度制前请先选择材料。
3.更改材料设置后，硬度制设置自动恢复为HL。
6.5.5公差限设置
按数字键输入数值，光标会自动向右循环移动。
按【确认】键完成更改。
按【取消】键取消更改。
注:
1.如果设置超出测量范围，会提醒您重新设置。
2.所设下限大于上限则自动对换。
6.5.6硬度/强度设置
材料
硬度制
公差限
硬度/强度:
按【确认】键进行【硬度/强度】的选择，光标处显示会在硬度、强度间切换。
注:
硬度
只有D型和DC型冲击装置有强度测量功能，如果冲击装置不是D或DC型，此项设置只能为【硬度】。
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