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shulejia.com/ 立式投影儀常用的指標(biāo)。硬度的實(shí)質(zhì)是材料抵抗另一較硬材料壓入的能力。硬度檢測是評價(jià)金屬力學(xué)性能*迅速、*經(jīng)濟(jì)、*簡單的一種試驗(yàn)方法。硬度檢測的主要目的就是測定材料的適用性,或材料為使用目的所進(jìn)行的特殊硬化或軟化處理的效果。對于被檢測材料而言,硬度是代表著在一定壓頭和試驗(yàn)力作用下所反映出的彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性及磨損抗力等多種物理量的綜合性能。由于通過硬度試驗(yàn)可以反映金屬材料在不同的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和熱處理工藝條件下性能的差異,因此硬度試驗(yàn)廣泛應(yīng)用于金屬性能的檢驗(yàn)、監(jiān)督熱處理工藝質(zhì)量和新材料的研制。
金屬硬度檢測主要有兩類試驗(yàn)方法。一類是靜態(tài)試驗(yàn)方法,這類方法試驗(yàn)力的施加是緩慢而無沖擊的。硬度的測定主要決定于壓痕的深度、壓痕投影面積或壓痕凹印面積的大小。靜態(tài)試驗(yàn)方法包括布氏、洛氏、維氏、努氏、韋氏、巴氏等。其中布、洛、維三種試驗(yàn)方法是應(yīng)用*廣的,它們是金屬 硬度檢測的主要試驗(yàn)方法。這里的洛氏硬度試驗(yàn)又是應(yīng)用*多的,它被廣泛用于產(chǎn)品的檢驗(yàn),據(jù)統(tǒng)計(jì),目前應(yīng)用中的硬度計(jì)70%是洛氏硬度計(jì)。另一類試驗(yàn)方法是動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法,這類方法試驗(yàn)力的施加是動(dòng)態(tài)的和沖擊性的。這里包括肖氏和里氏硬度試驗(yàn)法。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法主要用于大型的,不可移動(dòng)工件的硬度檢測。
各種金屬硬度計(jì)就是根據(jù)上述試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)的。下面分別介紹基于各種試驗(yàn)方法的硬度計(jì)的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用。
1.布氏硬度計(jì)(GB/T231.1—2002)
1.1布氏硬度計(jì)原理
對直徑為D的硬質(zhì)合金球壓頭施加規(guī)定的試驗(yàn)力,使壓頭壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后, 除去試驗(yàn)力,測量試樣表面的壓痕直徑d,布氏硬度用試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商來計(jì)算。
圖1布氏硬度試驗(yàn)原理
HB =F / S ……………… (1-1)
=F / πDh ……………… (1-2)
=0.102×2F / πDh(D- ) ……………… (1-3)
式中:F —— 試驗(yàn)力,N;
S —— 壓痕表面積,mm;
D —— 球壓頭直徑,mm;
h —— 壓痕深度, mm;
d —— 壓痕直徑,mm。
1.2布氏硬度計(jì)的特點(diǎn):
布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm直徑球壓頭,3000kg試驗(yàn)力,其壓痕面積較大,能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值,而不受個(gè)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(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,精度高于洛氏,低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系。
布氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)是壓痕較大,成品檢驗(yàn)有困難,試驗(yàn)過程比洛氏硬度試驗(yàn)復(fù)雜,測量操作和壓痕測量都比較費(fèi)時(shí),并且由于壓痕邊緣的凸起、凹陷或圓滑過渡都會(huì)使壓痕直徑的測量產(chǎn)生較大誤差,因此要求操作者具有熟練的試驗(yàn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn),一般要求由專門的實(shí)驗(yàn)員操作。
1.3布氏硬度計(jì)的應(yīng)用
布氏硬度計(jì)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(yàn)有著較好的對應(yīng)關(guān)系。布氏硬度試驗(yàn)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(jì)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。
1.4布氏硬度試驗(yàn)條件的選擇
如同洛氏硬度試驗(yàn)關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣,布氏硬度試驗(yàn)也要遇到試驗(yàn)條件的選擇問題,即試驗(yàn)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(guī)則,并且要注意試驗(yàn)力和壓頭球直徑的合理搭配,應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗(yàn)略顯復(fù)雜。
布氏硬度試驗(yàn)*常用的試驗(yàn)條件是采用10mm直徑的球壓頭,3000kg試驗(yàn)力。這一條件*能體現(xiàn)布氏硬度的特點(diǎn)。但是由于試樣材質(zhì)不同,硬度不同,試樣大小,薄厚也不同,一種試驗(yàn)力,一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗(yàn)力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個(gè)。
1.4.1規(guī)則一,要使試驗(yàn)力和球壓頭直徑的平方之比為一個(gè)常數(shù)。即