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        布氏硬度計的原理

        • 作者:admin
        • 發布時間:2021年12月10日 5:20:25
        • 點擊:0
        一 布氏硬度計原理 
                                 
         對直徑為D的硬質合金壓頭施加規定的試驗力,使壓頭壓入試樣表面,經規定的保持時間后,除去試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑d,布氏硬度用試驗力除以壓痕表面積的商來計算。                                                             
                                
        二 布氏硬度計的特點                                         
        布氏硬度試驗的優點是其硬度代表性好,由于通常采用的是10 mm直徑球壓頭,3000kg試驗力,其壓痕面積較大,能反映較大范圍內金屬各組成相綜合影響的平均值,而不受個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。它的試驗數據穩定,重現性好,精度高于洛氏,低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強度值之間存在較好的對應關系。
        布氏硬度試驗的缺點是壓痕較大,成品檢驗有困難,試驗過程比洛氏硬度試驗復雜,測量操作和壓痕測量都比較費時,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生較大誤差,因此要求操作者具有熟練的試驗技術和豐富經驗,一般要求由專門的實驗員操作。
        三 布氏硬度計的應用                                         
           布氏硬度計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有著較好的對應關系。布氏硬度試驗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。
        布氏硬度試驗條件的選擇如同洛氏硬度試驗關于標尺的選擇一樣,布氏硬度試驗也要遇到試驗條件的選擇問題,即試驗力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則,并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理搭配,應用起來比洛氏硬度試驗略顯復雜。布氏硬度試驗常用的試驗條件是采用10mm直徑的球壓頭,3000kg試驗力。這一條件能體現布氏硬度的特點。但是由于試樣材質不同,硬度不同,試樣大小,薄厚也不同,一種試驗力,一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規則有2個。
        1、要使試驗力和球壓頭直徑的平方之比為一個常數。即          F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K                        
             這個規則來源于相似律。根據相似律,在圖3.1中不同直徑的球壓頭D1、D2在不同的試驗力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φ1、φ2相同,壓痕就具有相似性。這時試驗力和壓頭球直徑的平方之比就是一個常數。在這種條件下,采用不同的試驗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。試驗力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標準中表示為F/D2,在采用牛頓力的新標準中表示為0.102 F/D2。
        2、試驗后壓痕直徑的一些說明   
                                         
         試驗后要使壓痕直徑處于0.24D < d < 0.6D范圍,否則試驗結果是無效的,應選擇合適的試驗力重新試驗。人們的大量試驗表明,當壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時,測得的硬度值與試驗力大小無關。布氏硬度試驗可選擇的試驗力從3000kg到1kg大約有20個級別。布氏硬度試驗可選擇的壓頭直徑為φ10mm、 φ5mm、φ2.5mm、φ1mm共4種。布氏硬度試驗可選擇的0.102F/D2值為30、15、10、5、2.5、1共6種。

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