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布氏硬度計(jì)原理
閱讀：1323 發(fā)布時(shí)間：2017-11-30
布氏硬度計(jì)原理
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,，以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入式樣表面,，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示,，單位為N/mm2（MPa）。
測定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠,，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料,，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,，布氏硬度用途zui廣,，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀,，又方便,。
布氏硬度計(jì)的特點(diǎn)
布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm直徑球壓頭,，3000kg試驗(yàn)力,，其壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值,，而不受個(gè)別組成相及微小不均勻度的影響,，因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料,。它的試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好,，精度高于洛氏,，低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系,。
布氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)是壓痕較大,，成品檢驗(yàn)有困難，試驗(yàn)過程比洛氏硬度試驗(yàn)復(fù)雜,，測量操作和壓痕測量都比較費(fèi)時(shí),，并且由于壓痕邊緣的凸起,、凹陷或圓滑過渡都會使壓痕直徑的測量產(chǎn)生較大誤差，因此要求操作者具有熟練的試驗(yàn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn),，一般要求由專門的實(shí)驗(yàn)員操作,。
布氏硬度計(jì)的應(yīng)用
布氏硬度計(jì)主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗(yàn)有著較好的對應(yīng)關(guān)系,。布氏硬度試驗(yàn)還可用于有色金屬和軟鋼,，采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的檢測,，由于壓痕較大,，一般不用于成品檢測。
布氏硬度試驗(yàn)條件的選擇如同洛氏硬度試驗(yàn)關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣,，布氏硬度試驗(yàn)也要遇到試驗(yàn)條件的選擇問題,，即試驗(yàn)力F和壓頭球直徑D的選擇。這種選擇不是任意的,，而是要遵循一定的規(guī)則,，并且要注意試驗(yàn)力和壓頭球直徑的合理搭配，應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗(yàn)略顯復(fù)雜,。布氏硬度試驗(yàn)zui常用的試驗(yàn)條件是采用10mm直徑的球壓頭,，3000kg試驗(yàn)力。這一條件zui能體現(xiàn)布氏硬度的特點(diǎn),。但是由于試樣材質(zhì)不同,，硬度不同，試樣大小,，薄厚也不同,，一種試驗(yàn)力，一種壓頭自然不能滿足要求,。在試驗(yàn)力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個(gè),。
規(guī)則一：要使試驗(yàn)力和球壓頭直徑的平方之比為一個(gè)常數(shù)。即,。這個(gè)規(guī)則來源于相似律,。根據(jù)相似律，不同直徑的球壓頭D1,、D2在不同的試驗(yàn)力F1,、F2作用下壓入試樣表面，壓痕直徑d1,、d2是不同的,，但是只要壓入角相同，壓痕就具有相似性,。這時(shí)試驗(yàn)力和壓頭球直徑的平方之比就是一個(gè)常數(shù),。在這種條件下,，采用不同的試驗(yàn)力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測得的硬度值是相同的,，在不同的試樣上測得的硬度值是可以相互比較的,。試驗(yàn)力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標(biāo)準(zhǔn)中表示為F/D2。在采用牛頓力的新標(biāo)準(zhǔn)中表示為0.102F/D2,。
規(guī)則二：試驗(yàn)后要使壓痕直徑處于以下范圍：0.24D<d<0.6D,。否則試驗(yàn)結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)力重新試驗(yàn)。人們的大量試驗(yàn)表明,，當(dāng)壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時(shí),，測得的硬度值與試驗(yàn)力大小無關(guān)。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的試驗(yàn)力從3000kg到1kg大約有20個(gè)級別,。
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,，以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入式樣表面,，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示,，單位為N/mm2（MPa）。
測定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠,，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料,，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,，布氏硬度用途zui廣,，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀,，又方便,。
布氏硬度計(jì)的特點(diǎn)
布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm直徑球壓頭,，3000kg試驗(yàn)力,，其壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值,，而不受個(gè)別組成相及微小不均勻度的影響,，因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料,。它的試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好,，精度高于洛氏,，低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系,。
布氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)是壓痕較大,，成品檢驗(yàn)有困難，試驗(yàn)過程比洛氏硬度試驗(yàn)復(fù)雜,，測量操作和壓痕測量都比較費(fèi)時(shí),，并且由于壓痕邊緣的凸起,、凹陷或圓滑過渡都會使壓痕直徑的測量產(chǎn)生較大誤差，因此要求操作者具有熟練的試驗(yàn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn),，一般要求由專門的實(shí)驗(yàn)員操作,。
布氏硬度計(jì)的應(yīng)用
布氏硬度計(jì)主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗(yàn)有著較好的對應(yīng)關(guān)系,。布氏硬度試驗(yàn)還可用于有色金屬和軟鋼,，采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的檢測,，由于壓痕較大,，一般不用于成品檢測。
布氏硬度試驗(yàn)條件的選擇如同洛氏硬度試驗(yàn)關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣,，布氏硬度試驗(yàn)也要遇到試驗(yàn)條件的選擇問題,，即試驗(yàn)力F和壓頭球直徑D的選擇。這種選擇不是任意的,，而是要遵循一定的規(guī)則,，并且要注意試驗(yàn)力和壓頭球直徑的合理搭配，應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗(yàn)略顯復(fù)雜,。布氏硬度試驗(yàn)zui常用的試驗(yàn)條件是采用10mm直徑的球壓頭,，3000kg試驗(yàn)力。這一條件zui能體現(xiàn)布氏硬度的特點(diǎn),。但是由于試樣材質(zhì)不同,，硬度不同，試樣大小,，薄厚也不同,，一種試驗(yàn)力，一種壓頭自然不能滿足要求,。在試驗(yàn)力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個(gè),。
規(guī)則一：要使試驗(yàn)力和球壓頭直徑的平方之比為一個(gè)常數(shù)。即,。這個(gè)規(guī)則來源于相似律,。根據(jù)相似律，不同直徑的球壓頭D1,、D2在不同的試驗(yàn)力F1,、F2作用下壓入試樣表面，壓痕直徑d1,、d2是不同的,，但是只要壓入角相同，壓痕就具有相似性,。這時(shí)試驗(yàn)力和壓頭球直徑的平方之比就是一個(gè)常數(shù),。在這種條件下,，采用不同的試驗(yàn)力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測得的硬度值是相同的,，在不同的試樣上測得的硬度值是可以相互比較的,。試驗(yàn)力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標(biāo)準(zhǔn)中表示為F/D2。在采用牛頓力的新標(biāo)準(zhǔn)中表示為0.102F/D2,。
規(guī)則二：試驗(yàn)后要使壓痕直徑處于以下范圍：0.24D<d<0.6D,。否則試驗(yàn)結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)力重新試驗(yàn)。人們的大量試驗(yàn)表明,，當(dāng)壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時(shí),，測得的硬度值與試驗(yàn)力大小無關(guān)。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的試驗(yàn)力從3000kg到1kg大約有20個(gè)級別,。