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布氏硬度实验原理


伴随着布氏硬度计的广泛应用,布氏硬度实验原理也是被大家广泛知晓,布氏硬度实验原理就是用一定的试验力将一定直径的球压头压入试样的被试表面,试验力经过一定时间(保荷时间)的保持后卸除。球形压头会在试样表面压出球冠形凹陷(称为压痕)。把试验力除以压痕表面积的商定义为布氏硬度值。
 

用可以测量的压痕直径来表示: 


在公式中:F - 试验力(式1中F的单位为kgf,式2中F的单位为N);D - 压头球直径(mm);d - 压痕直径(mm)。

布氏硬度的标注格式:
硬度数值+HBS(或HBW)+压头直径+/+试验力值+/+保荷时间

采用淬硬度钢球压头时标HBS;采用碳化钨压头时标HBW。保荷时间在10~15秒内,保荷时间可不标注。

布氏硬度实验原理基本试验条件:
 

试验力:

     现行的布氏硬度试验法规定了19种试验力,从大到小依次为:
3000kgf、1500kgf、1000kgf、750kgf、500kgf、250kgf、187.5kgf、125kgf、100kgf、62.5kgf、31.25kgf、30kgf、25kgf、15.625kgf、10kgf、6.25kgf、5kgf、2.5kgf、1kgf。

压头:

    现行的布氏硬度试验法规定了4种碳化钨球压头,直径分别是:Φ10、Φ5、Φ2.5、Φ1mm压头

保荷时间:

     一般规定为10~15秒,此时可不标注。
      对于要求试验力保持时间较长的,时间误差应不超过±2秒,应标注出来。

试样条件:

对试件条件的一般要求
    ① 试样表面应平整光滑,不应有氧化皮及污物及油脂。
    ② 在制备试样时,应避免过热及加工硬化对试验表面的影响。
    ③ 试样表面应有较好的粗糙度水平,保证能对压痕进行精确地测量,试面粗糙度一般不大于Ra1.6。
    ④ 试样的厚度应大于试验所要求的最小厚度。试件的最小厚度为压痕深度的8倍。此外,在试验完成后,试样试验面的背部不应有可见的变形痕迹。
    ⑤ 试样试验面大小应能保证测试点必要的间距要求:距边缘≥2.5D,相邻两压痕≥3D,对于软金属距离还应更大;

压痕测量:

       压痕有效范围0.24D~0.6D
       具体到各种压头,压痕的有效范围:
Φ10  2.4~6.0     Φ5  1.2~3.0     Φ2.5  0.6~1.5     Φ1  0.24~0.6(mm)
       (对压痕尺寸的限制实际上限定了不同试难条件组合的测量有效范围)

       压痕测量装置精度应优于±0.5%。

力与压头组合:

      试验力与压头的组合遵循F/D2比值的固定搭配。

       标准规定了30、10、5、2.5、1五种比值。
       试验力与压头的搭配F/D2应符合这些比值(F 试验力,D 压头球直径)。

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