轧辊肖氏硬度试验方法的修订说明

伴随着我国理化检测技术水平的提高，轧辊的硬度检测已由原来单一的肖氏硬度发展到里氏硬度、超声硬度、现场维氏硬度等多种试验方法，为轧辊生产厂家和用户提供了多种选择的可能。我们力争通过此次修订工作，使轧辊硬度试验方法国家标准能体现当代轧辊硬度检测水平及发展方向，能正确引导并推进我国轧辊制造行业的快速发展。本次修订是在GB/T 13313-1991的基础上进行的，修订后的标准名称变更为《轧辊肖氏、里氏硬度试验方法》，格式按照GB/T1.1-2000的要求进行了调整。
1 范围
1.1 根据GB/T 1.1-2000标准，修订了范围。
1.2 增添了里氏硬度的相关内容以及肖氏和里氏的硬度换算表。
2 规范性引用文件
2.1 补充调整了引用标准。
2.2 不再使用GB4977《D型肖氏硬度计技术条件》和GB4978《标准肖氏硬度块》。
2.3 增添了GB/T 17394－1998《金属里氏硬度试验方法》、JJG 346－1991《肖氏硬度计》、JJG 347－1991 《标准肖氏硬度块》、JJG 747－99《里氏硬度计》。
3 增添了里氏硬度的表示、测试方法及其相关要求
随着轧制技术的发展，用户对轧材的板型、表面粗糙度的指标要求越来越高，这就要求轧辊具有更小的硬度范围和整体硬度均匀性。而肖氏硬度由于其自身特点，已经逐渐不能满足这些要求。由于理化检测技术的发展，各种新型的现场硬度检测手段不断增加，为轧辊生产厂家和用户提供了多种选择的可能性。在这些新型硬度检测方法中，里氏硬度发展为成熟。它人为影响很小，并且可以多方向、多种冲击装置使用，能普遍适用于铸钢、铸铁和锻钢轧辊的硬度检测，在实际的轧辊硬度检测中具有很明显的优势，且为很多轧辊制造厂家和使用厂家认可。甚至有很多轧辊使用厂家的订货合同中的硬度要求直接是里氏硬度。目前，轧辊现场硬度检测的现状是肖氏硬度和里氏硬度并存，并且里氏硬度有逐渐发展的趋势。鉴于这种格局，在新修订的标准中，在试验原理、硬度值的表示、试验仪器、被测轧辊、测试方法等方面仅增加了里氏硬度的相关内容。
4 增加了检测高精轧辊时对硬度计、硬度块的要求
锻钢冷轧辊具有更小的硬度范围和整体硬度均匀性，因此对检测仪器提出了更高的要求。但考虑到国内硬度计、硬度块的实际水平，因此定为：检测硬度均匀度要求高的轧辊时,可采用高精度数字显示的D型或E型肖氏硬度计，其示值误差应不大于±2.0HS，重复性应不大于2.0HS，标准肖氏硬度块在硬度范围大于75HSD时的均匀度应≤1.2HSD；里氏硬度计的示值误差应不大于±9HL，重复性应不大于9HL，标准里氏硬度块在硬度范围大于760HL时的均匀度应≤6HL。当然，这可能还不能*需要，实际执行中可以根据具体情况决定，这里只是给了一个基本的要求。给制定企业标准留有一定余地，国内硬度计制造商也可以达到。
5 明确了硬度计、硬度块的检定依据
目前，硬度计、硬度块的检定主要是JJG 346《肖氏硬度计》、JJG 347《标准肖氏硬度块》、JJG 747《里氏硬度计》，本次修订中，明确了硬度计、硬度块的检定依据，便于大家执行。
6 提高了被测轧辊测试硬度表面粗糙度的要求
测试硬度表面粗糙度对硬度的测试是有一定影响的，但当表面粗糙度达到1.6μm以下时，这种影响很小，至于具体数据，目前还没有掌握，这项实验下一步进行。如果测试表面粗糙度要求达到 0.8μm，我们认为没有必要，也没有证据证明达到0.8μm的必要性。这只能造成浪费、不经济。对于锻钢冷轧工作辊，未注粗糙度一般应达到Ra1.6，辊身粗糙度应达到0.8μm以上，因此不存在问题。在本次修订中，在原有标准的基础上上了一个档次，由原标准的3.2μm提高到Ra≤1.6μm。
7 考虑了冷、热加工对试样表面硬度的影响
轧辊在热处理后，表面存有氧化膜层、脱碳层等，在加工过程中存在加工形变层，这些表层的硬度与其下面基体的硬度差距很大，在检测硬度前要注意其影响。因此新修订的标准的被测轧辊中增添了“在制备试样表面时，应尽量避免由于受热、冷加工等对试样表面硬度的影响”。
8 增加了对测试现场的环境要求
要求现场不能有强烈振动、严重粉尘、腐蚀性介质或强磁场，这不仅仅是考虑测试的准确性的问题，同时也考虑到保护测试仪器、保护测试人员身心健康的问题。尤其是数字式的高精测试仪器，对环境氛围有一定要求，价格也较昂贵。职业健康安全环保意识国家极为重视，提到了很高的高度，这里也充分体现了这一点。
9 辊身测试母线数做了调整
辊身直径小于等于300mm的轧辊，辊身测试母线数确定为2条；辊身直径大于300mm、小于等于500mm的轧辊，增加了一条辊身测试母线。这主要是考虑现代锻钢冷轧工作辊硬度均匀度要求很高的因素。同时对测试母线的分布做了规定。
10 增添了锻钢、铸铁、铸钢轧辊的HSD―HLD硬度对照表
在实际生产和经营活动中，必然涉及HS和HL的换算，GB/T 17394-1998中只规定了钢和铸钢的HL和HSD的换算，而对于铸铁轧辊的HL和HSD的换算却没有涉及。其它轧辊生产厂、钢厂、协会都有自己的对照表，由于材质弹性模数不同，对照表也存在一定差异，不能通用。中钢邢机具有完备的铸钢、铸铁、锻钢轧辊生产线，因此有条件针对现有材质的铸钢、铸铁、锻钢轧辊，采用肖氏硬度基准机和里氏硬度基准机，进行了大量的HLD和HSD的比对工作，得出它们的对照表，具有较高的使用价值，将之附于本标准中，仅供参考。
11 删去了原标准中附录C
原标准中对于比对辊的技术要求，如硬度均匀性和硬度稳定性都比JJG347中对标准肖氏硬度块的要求低，而且比对辊的购置、更新成本高于标准肖氏硬度块，限制了其在实际中的应用，因此在本次修订中改用标准肖氏硬度块作为标准肖氏硬度计的日常比对手段。
12 删去了原标准中附录A、附录B，修改了附录D
原标准中附录A《C型肖氏硬度计主要技术参数》、附录B《E型肖氏硬度计主要技术参数》在JJG346中已经有详细规定，因此在本次修订中不予保留。
删去了原标准中附录D《硬度换算表》中的HRA及其数据，对布氏硬度HBW和维氏硬度HV数据做了进一步修改和补充。
                            GB/T 13313国家标准修订工作组
 

HT300S轧辊硬度计依据国标进行修正，肖氏误差+-/1 HS