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布氏硬度試驗原理及規范

更新時間:2015-04-01      點擊次數:5473
布氏硬度試驗原理  
  用直徑為D的淬火鋼球或硬質合金球,以相應的試驗力F壓入試樣表面,保持規定的時間后卸除試驗力,在試樣表面留下球形壓痕,如左圖所示。布氏硬度值用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示。用淬火鋼球作壓頭時,布氏硬度用符號“HBS”表示;用硬質合金球作壓頭,布氏硬度用符號“HBW”表示。

 
 



HBS(HBW):用鋼球(硬質合金球)試驗的布氏硬度值;
F:試驗力(N);d:壓痕平均直徑(mm);D:鋼球(硬質合金球)直徑(mm).布氏硬度的單位為N/mm2,但習慣上只寫明硬度值而不標出單位。


布氏硬度試驗的優點是:試驗時使用的壓頭直徑較大,在試樣表面上留下壓痕也較大,測得的硬度值也較準確。

  布氏硬度試驗的缺點是:對金屬表面的損傷較大,不易測試太薄工件的硬度,也不適于測定成品件的硬度。
布氏硬度試驗常用來測定原材料、半成品及性能不均勻的材料(如鑄鐵)硬度。

  在進行布氏硬度試驗時,鋼球直徑D、施加的試驗力F和試驗力保持時間、應根據被測試金屬的種類和試樣厚度,按下表所示的布氏硬度試驗規范正確地進行選擇。
 

布氏硬度試驗規范

材料

布氏硬度

 

0.102F/D 2 

 

備注

鋼及鑄鐵

< 140

> 140

 

10

30

F單位: N

D單位:  mm 

銅及其合金

< 35

35-130

> 130

5

10

30

輕金屬及其合金

< 35

35-80

> 80

25

10

10

鉛、錫

 

 

1.25

  由布氏硬度值的計算公式可以看出,當所加試驗力F與鋼球(或硬質合金球)直徑D已選定時,硬度埴HBS(HBW)只與壓痕直徑d 有關。d 越大,則HBS(HBW)值越小,表明材料越軟;反之,d 越小,HBS(HBW)值越大,表明材料越硬。
除了采用鋼球(或硬質合金球)直徑D為10mm,試驗力F為3000kgf(29421N),保持時間10-15s的試驗條件外,在其它試驗條件下測得的硬度值,應在符號HBS的后面用相應的數字注明壓頭直徑、試驗力大小和試驗力保持時間。
如120HBS10/1000/30,即表示用10mm的鋼球作壓頭,在1000kgf(9807N)的試驗力作用下,保持時間為30s后所測得的硬度值為120。如500HBW5/750,即表示用5mm的硬質鋼球作壓頭,在750kgf(735N)的試驗力作用下,保持時間為01-15s后所測得的硬度值為500。 
淬火鋼球用于測定硬度HBS<450的金屬材料,如灰鑄鐵、有色金屬以及退火、正火和調質處理的鋼材等。為了避免壓頭變形,可用硬質合金球壓頭,它適用于測試HBW<650的金屬材料。(我國目前布氏硬度試驗機壓頭主要是淬火鋼球。

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