布氏硬度測(cè)量原理、計(jì)算公式及應(yīng)用

布氏硬度是我國(guó)常用的三大硬度測(cè)量方法之一它是由1900年瑞典J.B.Brinell工程師提出的。下面為大家介紹布氏硬度測(cè)量方法的原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。

測(cè)量原理：是用一定大小的載荷P（kg),把直徑為D（mm）的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬的表面（圖1）保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出壓痕平均直徑d (mm)然后用載荷P除以壓痕球形表面積即為布氏硬度值記為HBS（壓頭為鋼球時(shí)）或者HBW（壓頭為硬質(zhì)合金時(shí)）。

布氏硬度測(cè)量原理圖

適用范圍：HBS適用于測(cè)量退火、正貨、鑄鐵、有色金屬等硬度小于450HBS的較軟金屬。HBW適用于測(cè)量硬度在450HBW-650HBW的淬火鋼。

布氏硬度值計(jì)算公式

布氏硬度值記為HBS（當(dāng)壓頭為鋼球時(shí)）或者HBW（當(dāng)壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)）兩者計(jì)算公式相同。以下以壓頭為硬質(zhì)合金球的硬度值為例：

布氏硬度值計(jì)算公式：

D ---球壓頭直徑單位mm；

F---試驗(yàn)力 單位N；

d---壓痕平均直徑單位mm；

1N=0.102kgf即1牛等于0.102千克力；

HBW的單位為kgf/mm2；

布氏硬度值表示方法：

符號(hào)HBW前面的數(shù)值為硬度值符號(hào)后面為試驗(yàn)條件即球直徑、mm、試驗(yàn)力數(shù)字及試驗(yàn)力保持時(shí)間，手持式測(cè)振儀采用規(guī)定的保持時(shí)間(10-15s)則不用標(biāo)注。

例如：600HBW1/30/20-------用1mm硬質(zhì)合金球在294.2N(30kgf)試驗(yàn)力下保持20s測(cè)得的布氏硬度值為600.

布氏硬度試驗(yàn)硬度范圍上限為650HBW。

布氏硬度優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1：具有較大的壓頭和較大的試驗(yàn)力,得到壓痕較大因而能測(cè)出試樣較大范圍的性能。

2：與抗拉強(qiáng)度極限存在近似的換算關(guān)系，柴油車(chē)尾氣分析儀所以通過(guò)測(cè)量布氏硬度可以間接得到材料的抗拉強(qiáng)度。

3：測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確數(shù)據(jù)穩(wěn)定重現(xiàn)性好。

缺點(diǎn)

缺點(diǎn)是對(duì)材料表面破壞性大不適合測(cè)量成品。測(cè)試過(guò)程比洛氏硬度測(cè)試復(fù)雜，無(wú)線測(cè)振儀測(cè)量操作和壓痕測(cè)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(guò)渡都會(huì)使壓痕直徑的測(cè)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(mén)的實(shí)驗(yàn)員操作。

布氏硬度應(yīng)用領(lǐng)域：

1：在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中布氏硬度用途最廣往往以壓痕直徑d來(lái)表示該材料的硬度既直觀又方便。

2：因?yàn)殄戜摵突诣T鐵的布氏硬度與拉伸試驗(yàn)有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系故在組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測(cè)試中常使用布氏硬度。

3：布氏硬度測(cè)量時(shí)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面不受個(gè)別組成相及微小不均勻度的影響故特別適用于測(cè)定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料。

4：布氏硬度多用于原材料和半成品的檢測(cè)由于壓痕較大一般不用于成品檢測(cè)。

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