里氏硬度的计算与测试方法

里氏硬度（Leeb Hardness）是一种测量金属材料硬度的方法，由瑞士工程师Dietmar Leeb博士于1978年首次提出。其基本原理是利用具有一定质量的冲击体在弹簧力作用下以一定速度垂直冲击试样表面，通过测量冲击体在距离试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度之比值来计算硬度值。

里氏硬度的计算公式

里氏硬度值（HL）的计算公式为：
$HL=1000\times \frac{V_b}{V_a}$

其中：

• $V_b$ 是冲击体的回弹速度（单位：米/秒）；

• $V_a$ 是冲击体的冲击速度（单位：米/秒）。

测试方法

1. 表面处理：在测量前，需对钢材或钢筋表面进行打磨处理，去除涂层、氧化皮及其他不规则表面，直至露出金属光泽。型钢的打磨区域不得小于30×30mm?，混凝土内钢筋的打磨区域不得小于10×50mm?。

2. 表面粗糙度：使用粗糙度测量仪检测表面粗糙度值，每处读数精确至平均值，不得少于5次。

3. 测量程序：将加载套或冲击体锁住，确保检测面与冲击装置间不发生相对运动，然后平稳释放冲击装置并读取里氏硬度值。

4. 数据处理：对于曲面构件，若曲面半径小于50mm但大于30mm，应安装支承环以避免相对运动。每个测区应读取9个里氏硬度值，剔除2个最大值和2个最小值，其余5个值计算平均值。

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适用范围

里氏硬度计体积小、重量轻、操作简便，适用于各种大型、重型工件和工件内壁的硬度检测。此外，它还广泛应用于建筑钢结构钢材的抗拉强度现场检测。

硬度值换算

里氏硬度值与其他硬度值之间存在一定的换算关系。例如：

• 里氏硬度（HL）与布氏硬度（HB）的关系为： $HS=HBN\mathrm{/}10+15$。

• 里氏硬度（HL）与洛氏硬度（HR）的关系为： $HRC=HL\mathrm{/}10?3$。

• 里氏硬度（HL）与维氏硬度（HV）的关系为： $HV=HL\times 100\mathrm{/}21$。

测试设备

里氏硬度计通常配备碳化钨测量头，具有背光屏幕显示、自动识别冲击装置类型、自动检测电压等功能。主流里氏硬度计支持多种冲击装置（如D型、C型、DC型等），并可储存大量测量数据。

注意事项

1. 环境条件：测试应在温度0～400℃、相对湿度不大于90%的环境中进行，避免振动和强磁场干扰。

2. 测量精度：误差应控制在±6%以内，重复性误差应不大于±1%。

3. 表面光洁度：表面光洁度对测量结果影响较大，需确保表面光滑无裂纹。

里氏硬度是一种高效、便捷的硬度测量方法，适用于多种金属材料的硬度检测，尤其在大型工件和现场检测中具有显著优势。