布氏硬度計試驗設(shè)備包括:硬度計、球壓頭及測 量顯微鏡。根據(jù)加力方式及測量對象的不同,布氏 硬度計有不同的結(jié)構(gòu)形式:
這種結(jié)構(gòu)以砝碼及吊掛的實際重量通過主軸作 用在試樣上,見圖1-3。這種結(jié)構(gòu)具有較髙的精 度,一般作為基、標(biāo)準(zhǔn)儀器檢定標(biāo)準(zhǔn)硬度快。但這 種儀器體積較大,比較笨重,工作效率較低。
這種結(jié)構(gòu)的試驗力是砝碼、吊掛通過杠桿組合 放大后通過主軸作用在試樣上,見圖1-4。卸除試 驗力后測量壓痕直徑,得到試樣的硬度值。
杠桿后部掛有可更換的砝碼,形成不同的試驗 力。試驗力施加是由電機、借助蝸桿、連桿自動進 行的。
試驗力是通過液壓放大后作用在試樣上。試臺或壓頭的移動及加卸荷過程均由電器控 制,因而自動硬度計或大型硬度計常常采用。
這種儀器體積小,攜帶方便,適應(yīng)于現(xiàn)場使用,但精度較低。如彈簧加荷式,球壓頭在 壓縮彈簧推動下壓入試樣;還有錘擊硬度計等。
上述種種儀器中,以杠桿式硬度計數(shù)量最多,使用最為廣泛。
布氏硬度試驗條件及規(guī)則:
“硬度”不是一個確定的物理量,是表征材料變形能力的一個特征量。硬度值不僅僅決 定于試樣的材質(zhì),也取決于試驗條件,具有相對測量的性質(zhì)。對同一材料,不同地點,不同 人員要得到一致的結(jié)果,必須遵守統(tǒng)一的試驗法或檢定規(guī)程的規(guī)定。必須對實驗條件進行嚴(yán) 格的規(guī)定。了解和熟悉試驗法及相關(guān)的檢定規(guī)程是很必要的。
一、相似原理的應(yīng)用
布氏硬度試驗最常用的標(biāo)準(zhǔn)條件是硬質(zhì)合金球壓頭為410 mm,試驗力為29.42 kN,此 時最能體現(xiàn)布氏硬度的特點。但是,由于試樣的材質(zhì)軟硬不同、大小不一樣,一種試驗力、 一種球壓頭是不能滿足的。不同直徑的球壓頭及不同的試驗力應(yīng)當(dāng)是可以任意選擇的,如表 1-2。在表1-2和表1-3中,當(dāng)試樣尺寸允許時,應(yīng)優(yōu)先選用直徑10 mm的球壓頭進行 試驗。但是,對于同一試樣,采用不同直徑的球壓頭及不同的試驗力,要得到相同的硬度 值,或者說,要獲得可以比較的結(jié)果,只有在試驗力與球壓頭直徑的平方之比為一個常數(shù)時 才可能。即
表1 - 2布氏硬度試驗球壓頭直徑及試驗力選擇表
材料 | 硬度范圍 HBW | 試樣厚度 mm | F與D2之比 0.102 XF/D2 | 球壓頭直徑 D/mm | 試驗力 F/N | 保持時間 S |
>6 | 10 | 29 420 | ||||
黑色金厲 | 140?450 | 6?3 | F-30D2 | 5 | 7 355 | 10?15 |
<3< td=""> | 2.5 | 1 839 | ||||
>6 | 10 | 29 420 | ||||
黑色金屬 | <140< td=""> | 6~3 | F-30D2 | 5 | 7 355 | 10 ?15 |
<3< td=""> | 2.5 | 1 839 | ||||
有色金屬及 | >6 | 10 | 9 807 | |||
合金(銅、 | 31.8?140 | 6?3 | F=10D2 | 5 | 2 452 | 30 |
黃銅、青銅) | <3< td=""> | 2.5 | 612.9 | |||
有色金屬及 | >6 | 10 | 2 452 | |||
合金(鉛軸 | 8-35 | 6?3 | F-2.5D2 | 5 | 612.9 | 60 |
承合金〉 | <3< td=""> | 2.5 | 153.2 |
表1-3不同材料的試驗力-壓頭球直徑平方的比率
材 料 | 布氏硬度HBW | 試驗力-壓頭球直徑 平方的比率 0A02F/D2 |
鋼、銀合金、鈦合金 | 30 | |
鑄鐵》 | <140< td=""> | 10 |
>140 | 30 | |
<35< td=""> | 5 | |
銅及銅合金 | 35 ~ 200 | 10 |
>200 | 30 | |
<35< td=""> | 2.5 | |
35~80 | 5 10 | |
輕金屬及合金 | 15 | |
>80 | 10 15 | |
鉛、錫 | 1 |