金属材料常用硬度检测方法

介绍洛氏、布氏、维氏、肖氏和里氏硬度的检测原理、表示方法、检测标准和应用范围,对比不同硬度的优缺点,总结三种硬度之间的换算方式:查表法、经验公式及回归分析法。

硬度测试技术的新动态与发展趋势

对目前国际上硬度测试技术的最新发展与趋势进行了分析研究 ,简要介绍了宏洛氏硬度、超微压痕硬度及世界统一的洛氏硬度标尺等试验方法 ,并对今后硬度测试技术的发展和趋势进行了预测。

超声临界折射纵波定量评定合金钢近表层布氏硬度试验方法的研究

为了解决合金钢构件布氏硬度无损、在线、在役定量监/检测问题,构建并使用先进临界折射纵波参量试验装置,开展了超声临界折射纵波定量评定合金钢近表层布氏硬度的试验,测量超声临界折射纵波在合金钢标定试件上的传播特性参量,计算评定布氏硬度所需的检测参量,即声速及衰减系数。通过改变收、发探头前沿间距和标定试件的显微织构,观察上述变化对超声波传播特性参量的影响,遴选并评定合金钢标定试件布氏硬度敏感检测参量,建立了临界折射纵波定量评定45#钢标定试件近表层布氏硬度标定映射关系的数学模型,并验证其预测准确度。结果表明,试验所得的临界折射纵波检测参量对标定试件布氏硬度的敏感程度不同,声速与布氏硬度具有较强的关联性,且声速预测模型的测量误差为实际应用的10%,满足要求;而衰减系数不能作为评价合金钢近表层布氏硬度性能的检测参量。本研究为采用超声无损检测方法评定合金钢构件布氏硬度提供了一定的借鉴。

对HG/T2489-2007《鞋用微孔材料硬度试验方法》的探讨和分析

HG/T2489-2007《鞋用微孔材料硬度试验方法》是制鞋企业普遍执行的行业标准,其与该类国际通用标准存在部分差异,导致引用标准的制鞋企业、仪器制造商、计量检验机构存在困惑。本文针对上述问题进行了分析性探讨,提出具体差异从而减少引用错误。

球磨机钢球硬度检测智能设备设计理论与方法

球磨机钢球是球磨机装备的主要研磨材料,被广泛用于矿山、发电厂、水泥厂等。钢球的主要元素包括高铬钢球、高铬钢锻、低铬钢球、低铬钢锻等。钢球的硬度是体现钢球质量的主要指标,在其应用中要求检测出钢球表面硬度、球心硬度以及1/2处硬度、3/4处硬度。多年来,世界各国检测钢球硬度的主要方式是抽检,把钢球锯开静止放在洛氏硬度仪或理氏硬度仪上检测。这种检测方式耗时耗力,破坏性强,并且不能实现全检。全球的研究者和企业进行了多年研究,希望能找到一种全检的方法,但始终没有实现。文章通过在实际项目中的实践与近3年的研究,最终找到钢球全检的理论与方法。文章设计了一套智能化设备,结合涡流技术实现了至今为止全球科学家和企业无法解决的问题。这套装备的成功面市,将实现全球研磨机钢球全检的零突破,解决多年未决的一大难题。

磁力式便携硬度计

磁力式硬度计是近些年出现的一种新型便携式硬度计,可用于现场检测大型热处理零件的本体硬度。主要介绍了磁力式硬度计的原理与结构、国内外典型产品、相关国内外标准以及应用实例。实际应用表明:磁力式硬度计采用布氏及洛氏硬度试验原理,具有可靠的量值传递关系,其测试精度高,操作简便,为现场快速、精确测试大型金属零件硬度提供了重要的检测手段;磁力式便携硬度计的广泛使用将显著地促进某些行业或企业的技术进步。

基于高光谱指数分割的草莓硬度预测与研究

为了快速无损检测草莓硬度,连续5天采集了草莓高光谱数据和硬度信息,提出一种基于高光谱多指数阈值逐层分割的硬度预测方法。首先分析各组分(果肉、霉变果肉、草莓籽和萼片)的光谱反射率差异并确定特征波段,利用特征波段构建新的归一化特征指数,完成分割阈值的确定,采用逐层分割的方法以排除无关部分的干扰;通过连续投影算法、主成分分析法及2次组合降维来降低光谱信息冗余度并提取特征,利用随机森林与偏最小二乘法分别对原始光谱及降维后特征建立回归模型,并确立最佳预测模型;最后利用最佳预测模型对草莓果肉部分进行硬度拟合,得到硬度分布图像,实现了草莓硬度预测结果的直观显示。结果表明,基于2次降维建立的偏最小二乘模型效果最好,测试集和预测集的相关系数分别为0.9101和0.9099,测试集均方根误差为0.1344。该研究为草莓硬度的无损检测和显示提供了参考。

浅析洛氏硬度测量不确定度的评定方法

洛氏硬度作为一种测试金属材料硬度试验方法,是通过以压痕塑性变形深度来确定硬度值的指标。在镀锡产品出厂检验中,表面洛氏硬度HR30TW作为出厂判定指标,需要实验室针对其测试结果给出合理的测量不确定度评定范围。

高跟鞋全掌中底硬度对青年女性行走过程中步态特征与稳定性的影响

为了减少长期穿着高跟鞋对女性足部健康产生的不利影响,研究选取40名青年女性穿着3双不同全掌中底硬度的高跟鞋,采用Footscan^(R)足底压力测量系统与RSscan^(R)测力台同步使用,对其自然行走时步态周期、足底压力中心轨迹以及峰值压力、峰值压强、压强-时间积分等足底动力学特征进行测试。结果显示:随着全掌中底硬度的降低,前掌着地时间变长,全掌着地时间变短,足部外翻程度明显减小,内翻程度明显变大。较低的中底硬度具有良好的缓冲性能和保护性能。研究对于提升高跟鞋穿着稳定性及舒适性具有重要的参考价值,可为制鞋行业在高跟鞋中底材质的选择与研发方面提供科学可靠的理论支持。

脂肪肝诊断中ElastPQ弹性成像技术检测肝硬度与肝纤维化评分及FIB-4指数的相关性分析

目的分析脂肪肝诊断中ElastPQ弹性成像技术检测肝硬度与肝纤维化评分(NFS)及肝纤维化指数(FIB-4)的相关性。方法选定江苏省南通市第三人民医院2019年10月—2020年10月接诊的30例单纯NAFLD患者作为观察1组,30例2型糖尿病(T2DM)合并NAFLD患者作为观察2组,选定江苏省南通市第三人民医院同期健康体检中心30例健康体检者作为对比组,均给予ElastPQ弹性成像检查,对比三组ElastPQ值、NFS评分、FIB-4指数,对比观察1组、观察2组中轻度、中度、重度患者ElastPQ值、NFS评分、FIB-4指数,Spearman相关性分析ElastPQ值与NFS评分、FIB-4指数的相关性。结果观察2组ElastPQ值(6.82±1.54)kPa、NFS评分(-0.42±0.12)分、FIB-4指数(2.82±0.32)均高于观察1组(5.75±1.02)kPa、(-1.05±0.25)分、(2.25±0.16),观察1组均高于对比组(4.02±0.11)kPa、(-1.68±0.34)分、(1.02±0.11),P<0.05(差异均具有统计学意义)。观察1组、观察2组中重度患者ElastPQ值、NFS评分、FIB-4指数均高于中度患者,中度患者均高于轻度患者,P<0.05(差异均具有统计学意义)。ElastPQ值与NFS评分、FIB-4指数均呈正相关性,P<0.05(r=4.967、5.011)(差异均具有统计学意义)。结论NAFLD患者随着肝纤维化程度加重,ElastPQ值会逐渐增高,ElastPQ值与肝纤维化程度存在一定相关性,临床可通过彩超测量ElastPQ值,评估NAFLD患者肝纤维化程度。

标准金属布氏硬度块测量不确定度评定

基于JJG147—2005《标准金属布氏硬度块》国家计量检定规程,给出测量不确定度评定的一种方法,指出测量不确定度主要由其均匀度、工作基准布氏硬度机的重复性(短期稳定性)、(副)基准布氏硬度机的测量不确定度、标准比对硬度块的均匀度和长期稳定性引起。以(125～225)HBW10/3 000/30标尺标准块为例,按规程的测量条件和方法,对其测量不确定度进行系统的间接评定。

二维超声剪切波弹性成像技术肝脏硬度测量在非酒精性脂肪性肝病疾病严重程度预测中的应用价值

目的 研究二维超声剪切波弹性成像技术(2D-SWE)肝脏硬度测量在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)疾病严重程度预测中的应用价值。方法 研究方法为回顾性分析,观察对象为2019年9月至2023年10月皖南医学院附属宣城市医院(宣城市人民医院)收治入院的122例NAFLD患者,设为研究组,并选取同一时期入院的122例健康体检者,设为对照组。两组研究对象均接受2D-SWE检查,比较肝硬度值。同时,参考脂肪性病变程度将研究组122例患者分为轻度组(n=63)与中重度组(n=59)。比较两组患者体重指数、生化指标[总胆红素、空腹血糖、高密度脂蛋白(HDL)、糖化血红蛋白(HbA1c)、甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白(LDL)],分析研究组2D-SWE硬度值与体重指数、生化指标的相关性,并分析2D-SWE硬度值对NAFLD严重程度的预测价值。结果 研究组患者的肝硬度值为(12.08±3.04) kPa,高于对照组[(6.98±2.93) kPa],差异有统计学意义(P<0.05)。中重度组肝硬度值为(12.28±3.07) kPa,高于轻度组[(8.39±2.76) kPa],轻度组、中重度组肝硬度值均高于对照组[(6.98±2.93) kPa],差异均有统计学意义(P<0.05)。中重度组患者的体重指数、空腹血糖、HbA1c、甘油三酯、总胆固醇、LDL水平分别为(31.12±4.34) kg/m^(2)、(6.24±0.76)μmol/L、(6.18±0.53) mmol/L、(3.16±0.58) mmol/L、(0.79±0.14) mmol/L、(3.26±0.75) mmol/L,均高于轻度组[(27.48±2.19) kg/m^(2)、(5.36±0.58)μmol/L、(5.27±0.36) mmol/L、(2.08±0.47) mmol/L、(0.61±0.13)mmol/L、(2.77±0.89) mmol/L],差异均有统计学意义(P<0.05)。经Pearson分析,研究组患者肝硬度与体重指数、空腹血糖、HbA1c、甘油三酯、总胆固醇、LDL均呈正相关(r=0.270、0.219、0.215、0.234、0.233、0.264,均P<0.05)。NAFLD程度预测中肝硬度值的受试者工作特征(ROC)曲线下面积为0.908,标准差0.025,P<0.01,95%置信区间(CI)为0.857~0.959。结论 NAFLD检查中2D-SWE肝脏硬度测量效果显著,肝脏硬度值与NAFLD密切相关,且可辅助预测患者疾病严重程度。

常用硬度检测方法及其在钛合金中的应用

硬度的测定是材料在力学性能研究中最简便、最常用的一种方法,可以在各种形状和尺寸的试件上进行试验,不需要特别试样,并且与材料抗拉强度有近似的正比关系.通过汇总前人的研究结果,对比了布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏、肖氏、里氏几种常见硬度的测试方法、应用范围及特点,对于最常用的布氏、洛氏、维氏简述了测试原理、计算公式、执行标准及这3种硬度值之间的换算方法.还简述了硬度在钛及钛合金中的应用情况,并列出了常用的钛合金的硬度情况.

氧化物光学薄膜的压入硬度研究

为了评价离子源辅助对不同氧化物薄膜的影响,采用不同的镀膜设备沉积了TiO_(2)、Ta_(2)O_(5)、ZrO_(2)、SiO_(2)氧化物单层膜,用椭偏仪测量了其折射率和厚度,并用纳米压痕仪测量了不同载荷下材料的杨氏模量和纳米硬度,比较了不同离子源沉积条件下膜层这两个参数的变化。结果表明,离子源辅助能有效增加膜层杨氏模量和压入硬度,TiO_(2)增加了2 GPa,Ta_(2)O_(5)增加了4 GPa,ZrO_(2)增加了2 GPa,和膜层的折射率变化趋势是一致的。纳米压痕法也可作为评价离子源轰击能力的一种手段。

基于BSA-seq和RNA-seq挖掘西瓜果皮硬度候选基因

为了挖掘西瓜果皮硬度关键调控基因,选育耐裂高硬度果皮西瓜品种。以西瓜果皮硬度差异显著的高硬度材料901和低硬度材料BSH为亲本,构建F 2分离群体,采用极端性状混池重测序接合BSA(BSA-seq)方法进行定位,并结合转录组测序(RNA-seq)数据进行关联分析,挖掘果皮硬度关键调控基因。BSA-seq结果表明,SNPs和InDels关联区域交集位于10号染色体1620000—3760000 bp区间内共2.14 Mb的区段,包含150个候选基因,其中2个非同义突变基因和1个移码突变基因。将BSA-seq测序结果与RNA-seq测序结果进行联合分析发现,共有Cla97C10G187120、Cla97C10G187020、Cla97C10G187430、Cla97C10G187510、Cla97C10G187280和Cla97C10G1865406个基因相关联,经生物信息学分析,确定Cla97C10G187120基因为西瓜果皮硬度候选基因。实时荧光定量(qRT-PCR)试验结果表明,转录组试验数据可靠,并且候选基因Cla97C10G187120在901中表达较BSH明显降低。本研究为进一步精细定位西瓜果皮硬度调控基因奠定了基础。

压力管道工程中有关焊接诸多认知误区和盲区浅析(三)——焊后热处理和硬度检测

铁素体钢的电熔焊过程中,热影响区的冷却速率是导致焊接近缝区组织变化和残余应力的关键因素。焊后热处理具有降低残余应力,形成回火马氏体组织,降低硬度的积极作用,但对现场管道系统的施工而言,增加了管道施工成本。承压设备和管道标准规范中有关PWHT的保温温度和豁免厚度存在较大的分歧,GB/T20801.4—2020对PWHT也作了相应规定。

硬度耦合刚度增强型软体夹持器设计研究

软体夹持器具有良好的顺应性、无损伤和安全的人机交互性能等优点,但由于其材料的特性限制,往往存在刚度不足和夹持力小等问题。文中基于传统的快速气动网络结构,提出了一种硬度耦合结构的刚度增强型软体夹持器的结构方案。首先,结合硅橡胶材料的Yeoh本构模型和静力平衡及虚功原理,建立了刚度增强型软体夹持器的运动学和力学模型,描述了夹持器手指弯曲角度和末端接触力与压强之间的关系;其次,运用ABAQUS软件对不同硬度结构的夹持器进行了有限元分析,制作了夹持器实体,搭建实验台测定了夹持器手指实际变形和末端接触力数据,并通过实际抓取对比试验验证了实际抓取效果。结果表明:相较于传统结构,硬度耦合结构在同为20 kPa的驱动气压下,弯曲角度最大可减小120°;极限压力下,末端接触力最大增加0.1 N;最优设计为05HA结构,抓取物的质量是传统型的3.42倍。

铝-石墨烯复合镀层对7075铝合金硬度优化研究

在有机体系下制备了铝-石墨烯复合镀层,研究了7075铝合金硬度和耐磨性的优化工艺。采用正交试验研究了工艺参数对复合材料表面硬度和耐磨性的影响。采用单因素试验分析了石墨烯浓度和电流密度对硬度的影响规律。利用SEM、XRD、Raman光谱分别对复合镀层的微观形貌、相结构及石墨烯的存在进行表征分析。结果表明:各工艺参数对复合材料硬度和耐磨性的影响顺序均为石墨烯浓度>电流密度>电镀时间>搅拌速度。随着石墨烯浓度和电流密度的增大,复合材料硬度均出现先升后降的变化趋势。在优化工艺下,复合材料表面硬度较基体硬度提升了229.9%,而其摩擦系数较基体的降低了90.1%,说明了石墨烯优异的机械强度和自润滑性强化了复合材料的力学性能。

早发型2型糖尿病患者子女颈动脉全息血管硬度及影响因素分析

目的评估早发型2型糖尿病患者子女颈动脉弹性功能,并分析影响其弹性的因素。资料与方法前瞻性分析2020年10月—2021年8月河南省人民医院2型糖尿病患者子女63例,根据其父母糖尿病发病年龄(<40岁为早发型,≥40岁为晚发型)分为父母早发糖尿病子女组(早发组,32例)和父母晚发糖尿病子女组(晚发组,31例)。同期选择32例年龄、性别及体重指数相匹配的健康志愿者作为对照组。应用全息血管内-中膜厚度测量和全息血管硬度分析技术测量受试者颈总动脉内-中膜厚度、血管壁位移、血管收缩期管径、硬度指数和脉搏波传导速度,比较上述参数的组间差异。结果早发组颈动脉内-中膜厚度、脉搏波传导速度、硬度指数高于晚发组及对照组(t=0.054~1.228,P均<0.05),血管壁位移低于晚发组及对照组(t=0.048、0.109,P<0.05)。结论2型糖尿病患者子女颈动脉僵硬度明显高于正常对照组,且早发组的颈动脉弹性下降较晚发组更明显。

维氏和努氏显微硬度测量

用于测定表面硬化层特别是薄层的维氏和努氏显微硬度的应用逐渐广泛。自ISO 2639、ISO 6507-1和ISO 4545及GB/T 9450等标准颁布及实施以来,努氏硬度用于薄表层硬度梯度测量的优越性已得到认可。但同时应充分认识努氏硬度的特征、测量精确度和影响因素及仪器校验的重要性。介绍了努氏硬度、真实努氏硬度的测定方法,影响显微硬度测试精度的因素及努氏-洛氏硬度的换算。