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干货:讲讲布氏硬度计的详细知识!
干货:讲讲布氏硬度计的详细知识!

布氏硬度的定义:加以载荷P,把直径为D的淬火钢球压入试件表面并保持一定时间t,然后卸去载荷,测量钢球在试样表面压出的压痕直径d,计算出压痕面积(球冠)F,算出P/F,这个比值所表示的硬度就是布氏硬度,用符号HB表示。

布氏硬度的单位为kg/mm2,这是目前各国文献中常用的单位,通常只给出数值而不写单位,如HB200,若要换算成国际单位MPa,需要将硬度值乘以9.8N/KG


布氏硬度表示方法及压头选择

若用淬火钢球作压头时用HBS表示,用硬质合金球作压头时用HBW表示,表示方法:钢球直径(mm)/试验力(KGF/N)/保持载荷时间(s),120HBS10/1000/30:钢球直径10mm、载荷1000KGF、保持时间30s情况下测得的布氏硬度值为120,500HBW5/750,硬质合金球直径5mm,载荷750KGF,保持10~15s情况下测得的布氏硬度值为500,一般10~15s不标注。


布氏硬度的压头钢球直径规格:Φ2.5mm,Φ5mm,Φ10mm三种;载荷:15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种。

可根据材料的软硬不同选择配合使用。

为了在不同直径的压头和不同载荷下进行测试时,同一种材料的布氏硬度值相同,压头的直径与载荷之间要满足相似原理。

相似原理是指在均质材料中,只要压入角φ(即从压头圆心压痕两端的连线之间的夹角)不变,则不论压痕大小,金属的平均抗力相等。根据迈耶尔定律只要使P/D2为一常数,就可以使压入角φ保持不变,从而保持了几何形状相似的压痕。

布氏硬度压头选择和试验规范

注意:

为了提高测量精度,通常使0.25<d/D<0.5。正常试验压痕直径的范围应为0.25D<d<0.6D,否则测量结果无效;由于压痕周围存在变形硬化现象(可达2~3倍的压痕直径),所以要求相邻两个硬度点的距离≥4d,软材料≥6d,试件厚度不小于压痕深度的10倍,压痕离试件边缘的距离应不小于压痕直径;为了不影响加载及压痕直径的测量,试样表面的粗糙度Ra应不大于0.8um。


布氏硬度的优缺点:

优点:

硬度代表性全面,因压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均性能,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响。因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料;试验数据稳定,数据重复性强,另外,布氏硬度值和抗拉强度σb间存在一定换算关系。

缺点:

压头为淬火钢球。由于钢球本身的变形问题,致使不易试验太硬的材料。一般在HB450以上就不能使用;由于压痕较大,成品检验有困难;试验过程比洛氏硬度较为复杂,不能由硬度计上直接读数(需用带刻度的低倍放大镜测出压痕直径,然后通过查表得到布氏硬度值)。



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