金屬硬度檢測方法
圖1布氏硬度試驗(yàn)原理 HB =F / S ……………… (1-1) =F / πDh ……………… (1-2) =  ……………… （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 ………… ?。ǎ保矗?BR>  圖1-2布氏硬度壓痕相似原理 這個(gè)規(guī)則來源于相似律。根據(jù)相似律，在圖1-2中不同直徑的球壓頭D1、D2在不同的試驗(yàn)力F1、F2作用下壓入試樣表面，壓痕直徑d1、d2是不同的，但是只要壓入角 1、2相同，壓痕就具有相似性。這時(shí)試驗(yàn)力和壓頭球直徑的平方之比就是一個(gè)常數(shù)。在這種條件下，采用不同的試驗(yàn)力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測得的硬度值是相同的，在不同的試樣上測得的硬度值是可以相互比較的。試驗(yàn)力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標(biāo)準(zhǔn)中表示為F/D2，在采用牛頓力的新標(biāo)準(zhǔn)中表示為0.102 F/D2。1.4.2規(guī)則二，試驗(yàn)后要使壓痕直徑處于以下范圍： 0.24D < d < 0.6D ………… （１－５） 否則試驗(yàn)結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)力重新試驗(yàn)。人們的大量試驗(yàn)表明，當(dāng)壓頭直徑在0.24D～0.6D之間時(shí)，測得的硬度值與試驗(yàn)力大小無關(guān)。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的試驗(yàn)力從3000kg到1kg大約有20個(gè)級別。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的壓頭直徑為  10mm、5mm、2.5mm、1mm共4種。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的0.102F/D2值為30、15、10、5、2.5、1共6種。標(biāo)準(zhǔn)GB/T231.1—2002中規(guī)定的試驗(yàn)條件如表1-1所示。 表1-1布氏硬度試驗(yàn)條件
表1-2試驗(yàn)力—壓頭直徑平方之比的選擇
標(biāo)準(zhǔn)GB/T231.1—2002中規(guī)定，對于鋼只有一種選擇，就是0.102F/D2=30，對于其他材料，根據(jù)其不同的硬度范圍，有2～3種0.102F/D2值可供選擇。 1.4.3布氏硬度試驗(yàn)條件的選擇過程： 1.4.3.1根據(jù)材料種類和硬度范圍，按表1－2選擇0.102F/D2值，一般較硬的材料選擇較高的0.102F/D2值，較軟的材料選擇較低的0.102F/D2值，鋼鐵材料只選擇0.102F/D2＝30一個(gè)值。 1.4.3.2根據(jù)試樣的厚度和大小選擇壓頭直徑D和試驗(yàn)力F，對于較厚、較大的試樣，應(yīng)盡量選用 10mm的壓頭和相應(yīng)的試驗(yàn)力，因?yàn)檫@樣最能體現(xiàn)布氏硬度計(jì)的特點(diǎn)。對于較薄、較小的試樣，應(yīng)選用較小的壓頭和較小的試驗(yàn)力。以保證滿足布氏硬度試驗(yàn)關(guān)于“試樣厚度應(yīng)大于壓痕深度的8倍”的要求。1.4.3.3完成上述選擇之后應(yīng)進(jìn)行初步試驗(yàn)，確定壓痕直徑是否滿足0.24D < d < 0.6D。如果滿足這一要求，就可進(jìn)行正式測試，并查表得到布氏硬度值。如果不滿足這一要求，當(dāng)壓痕直徑小于0.24D時(shí)，說明壓痕過小，應(yīng)重新選擇大一些的試驗(yàn)力。當(dāng)壓痕直徑大于0.6D時(shí)，說明壓痕過大，應(yīng)重新選擇小一些的試驗(yàn)力。 1.5布氏硬度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系 由于布氏硬度試驗(yàn)?zāi)軌蚍从吵鲈嚇虞^大范圍內(nèi)的綜合性能，因此布氏硬度與材料的其他機(jī)械性能關(guān)系密切，尤其是與抗拉強(qiáng)度存在近似的換算關(guān)系： σb=K·HB ……………… (1-6) 式中：σb—抗拉強(qiáng)度值，MN/m2； K—常數(shù)，不同材料有不同的數(shù)值。 通過測試布氏硬度可以間接得到材料的抗拉強(qiáng)度。這一點(diǎn)在生產(chǎn)實(shí)際中具有重大意義。可以通過測量硬度的方法得到近似的強(qiáng)度值，這樣既可以提高工作效率，又可以節(jié)省材料。 部分金屬材料的換算關(guān)系如1-3表所示。
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