各種硬度計的結構和測量方法(編輯修改稿)
2025-07-13 07:59 本頁面
【文章內容簡介】 入角φ保持不變，從而保持了幾何形狀相似的壓痕。所以在布氏硬度測量中只要滿足P/D2為常數，則同一材料測得的布氏硬度值是相同的。不同材料測得的布氏硬度值也可以進行比較。P/D2的數值不是隨便規(guī)定的，各種材料軟硬相差很大。如果只規(guī)定一個P/D2的值，對于較硬的材料，壓入角會太?。粚τ谳^軟的材料，壓入角又會很大。若壓入角太小，壓痕就小，測量誤差就會很大。當入壓角較大但小于90176。時，壓痕直徑隨壓入深度增加有較大變化，有利于測量。但當壓入角大小90176。時，隨壓入深度的增加，壓痕變化較小。為了提高測量精度，d/D，與此對應的壓入角29176。φ60176。，這樣就需不同的材料使用不同的P/D2值。國家標準規(guī)定P/D2的比值為25三種。在測量中對較軟的材料因塑性變形較大，施加載荷應小一些。布氏硬度儀的試驗規(guī)范列表表142中。二、布氏硬度的測試步驟布氏硬度計使用的步驟如下：1．根據試件材料選擇合適的壓頭和載荷。2．加預載。3．加主載并保持一定的時間。4．卸載。5．將試樣取下，用帶刻度的低倍放大鏡測壓痕直徑d。6．查《壓痕直徑與布氏硬度對照表》得到布氏硬度值。表142布氏硬度試驗規(guī)范金屬類型布氏硬度范圍HB試件厚度mm載荷P與壓頭直徑D的關系鋼球直徑D,mm載荷P,kg載荷保持時間，s黑色金屬140~1506~34~32P=30D21030007501014066~33P=10D210100025010有色金屬1306~34~32P=30D21030007503036~1309~36~33P=10D2101000250308~3566~33P=1025030布氏硬度的表示方法是若用Φ10mm鋼球，在3000kg載荷下保持10s，測得的布氏硬度值表示為字母HB加上所測得的硬度值，例如HB400。在其他試驗條件下，在HB后面要注明鋼球直徑、載荷大小及保載時間，例如：。布氏硬度測試中還應注意以下幾個問題，d，否則測量結果無效；由于壓痕周圍存在變形硬化現(xiàn)象(可達2~3倍的壓痕直徑)，所以要求相鄰兩個硬度點的距離≥4d，軟材料≥6d，試件厚度不小于壓痕深度的10倍，壓痕離試件邊緣的距離應不小于壓痕直徑。三、布氏硬度的特點布氏硬度試驗的優(yōu)點是其硬度代表性全面，因壓痕面積較大，能反映較大范圍內金屬各組成相綜合影響的平均性能，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；試驗數據穩(wěn)定，數據重復性強，此外，布氏硬度值和抗拉強度σb間存在一定換算關系，見表143。表143布氏硬度與抗拉強度的關系材料硬度值HBσb近似換算關系鋼125~175175σb≈10MN/m2σb≈10MN/m2鑄鋁合金σb≈10MN/m2退火黃銅、青銅σb≈10MN/m2冷加工后黃銅、青銅σb≈10MN/m2布氏硬度試驗的缺點是其壓頭為淬火鋼球。由于鋼球本身的變形問題，致使不難試驗太硬的材料。一般在HB450以上就不能使用；由地壓痕較大，成品檢驗有困難；試驗過程比洛氏硬度較為復雜，不能由硬度計上直接讀數(需用帶刻度的低倍放大鏡測出壓痕直徑，然后通過查表得到布氏硬度值)。維氏硬度測試法為了避免鋼球壓頭的永久變形，布氏硬度法只能用來測定硬度值小于HB450的材料，洛氏硬度法為了測定由軟到硬的不同材料的硬度，采用了不同的壓頭和總載荷，有很多種標度，彼此間沒有什么聯(lián)系，也不能換算。為了實際應用中方便，取同一材料用不同標度測定，列出表格，只能供大致估算。為了從軟到硬的不同材料有一個連續(xù)一致的硬度標度，制定了維氏硬度試驗法。一、維氏硬度的測量原理維氏硬度的測量原理基本上和布氏硬度相同，所不同的是用金剛石正四棱錐壓頭。正四棱錐兩對面的夾角為136176。，底面為正方形，如圖146所示。維氏硬度所用的載荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等，負載的選擇主要取決于試件的厚度。圖146維氏金剛石棱錐壓頭在載荷P的作用下壓頭在試樣表面壓出一個底面為正方形的正四棱錐壓痕。用顯微鏡測定方坑對角線長度d，維氏硬度值HV等于所用載荷與壓痕面積的比值。壓痕面積F為：則：
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