布氏硬度试验方法
布氏硬度计(GB/T231.1—2002)
1.布氏硬度计原理
对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力,使压头压入试样表面,经规定的保持时间后,除去试验力,测量试样表面的压痕直径d,布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。
图1布氏硬度试验原理
HB =F / S (1)
=F /πDh (2)
=0.102×2F /πDh (3)
=0.102× 2F/ πD (D—) (4)
式中:F ——试验力,N;
S ——压痕表面积,mm;
D ——球压头直径,mm;
h ——压痕深度,mm;
d ——压痕直径,mm
2. 布氏硬度计的特点
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm球压头,3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,要分别完成测量操作和压痕测量,因此要求操作者具有一定的经验。
3. 布氏硬度计的应用
布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属、钢材和经过调质热处理的半成品工件,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于
成品检测。
4. 布氏硬度试验条件的选择
如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。
布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头,3000kg试验力。这一条件能够最大限度地体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循以下两个规则:
4.1 规则一,要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即
F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K (5)
图2布氏硬度压痕相似原理
这个规则来源于相似律。根据布氏硬度试验的相似律,在图2中不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面,压痕直径d1、d2是不同的,但是只要压入角?1、?2相同,压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下,采用不同的试验力和不同直径的球压头,在同一试样上测得的硬度值是相同的,在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。
试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2,在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2。
测试钢铁材料,通常采用3000kg力,10mm球的试验条件,有
K=F/D2=30
测量范围为100~650HBW。根据相似律,采用750kg力,5mm球;187.5kg力,2.5mm球;1850kg力,7.26mm球时,K值都是30,测量范围也都是100~650HBW,各种不同组合在测试同一试样时,其硬度值应该是相等的。
4.2 规则二,试验后要使压痕直径处于以下范围内:
0.24D≤d≤0.6D (6)
否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明,当压痕直径在0.24D~0.6D之间时,测得的硬度值与试验力大小无关。
布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为?10mm、?5mm、?2.5mm、?1mm共4种。
布氏硬度试验可选择的0.102F/D2值为30、15、10、5、2.5、1共6种。
标准GB/T231.1—2002中规定的试验条件如表1所示。
表1布氏硬度试验条件
标准GB/T231.1—2002中规定试验力和压头直径平方之比(0.102F/D2)应按材料的种类和硬度范围来选择,如表2所示。
表2试验力—压头直径平方之比的选择
料,根据其不同的硬度范围,有2~3种0.102F/D2值可供选择。
4.3布氏硬度试验条件的选择过程:
4.3.1根据材料种类和硬度范围,按表2选择0.102F/D2值,一般较硬的材料选择较高的0.102F/D2值,较软的材料选择较低的0.102F/D2值,钢铁材料只选择0.102F/D2=30一个值。
4.3.2根据试样的厚度和大小选择压头直径D和试验力F,对于较厚、较大的试样,应尽量选用?10mm的压头和相应的试验力,因为这样最能体现布氏硬度计的特点。对于较薄、较小的试样,应选用较小的压头和较小的试验力。以保证满足布氏硬度试验关于“试样厚度应大于压痕深度的8倍”的要求。
4.3.3完成上述选择之后应进行初步试验,确定压痕直径是否满足0.24D 5布氏硬度与抗拉强度的关系 由于布氏硬度试验能够反映出试样较大范围内的综合性能,因此布氏硬度与材料的其他机械性能关系密切,尤其是与抗拉强度存在近似的换算关系: σb=K?HB (7) 式中:σb—抗拉强度值,MN/m2; K—常数,不同材料有不同的数值; HB—材料的布氏硬度值 通过测试布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。这一点在生产实际中具有重大意义。可以通过测量硬度的方法得到近似的强度值,这样既可以提高工作效率,又可以节省材料。 部分金属材料的换算关系如表3所示。 表3部分金属硬度与强度换算关系: 时间:2006.9.10 。 硬度测试实验报告 篇一:硬度测量实验报告 硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法; 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法; 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1. 硬度是表示材料性能的指标之一,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计,应用于黑色 、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2. 洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。下图 表示了洛氏硬度的测量原理。 图:未加载荷,压头未接触试件时的位置。 2-1:压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大,说明试件越软,h值越小,说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位,用符号HR表示,则洛氏硬度值为: HR?k-h 0.002 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直 布氏硬度计(GB/—2002) 1. 布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力,使压头压入试样表面,经规定的保持时间后,除去试验力,测量试样表面的压痕直径d,布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。 图1布氏硬度试验原理 HB =F / S (1) =F /πDh (2) =×2F /πDh (3) =×2F/πD (D—) (4) 式中:F ——试验力,N; S ——压痕表面积,mm; D ——球压头直径,mm; h ——压痕深度,mm; d ——压痕直径,mm 2. 布氏硬度计的特点 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm球压头,3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。 布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,要分别完成测量操作和压痕测量,因此要求操作者具有一定的经验。 3. 布氏硬度计的应用 布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属、钢材和经过调质热处理的半成品工件,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成 品检测。 4. 布氏硬度试验条件的选择 如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。 布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头,3000kg试验力。这一条件能够最大限度地体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循以下两个规则: 规则一,要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即 F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K (5) 图2布氏硬度压痕相似原理 这个规则来源于相似律。根据布氏硬度试验的相似律,在图2中不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面,压痕直径d1、d2是不同的,但是只要压入角1、2相同,压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下,采用不同的试验力和不同直径的球压头,在同一试样上测得的硬度值是相同的,在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。 试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2,在采用牛顿力的新标准中表示为F/D2。 测试钢铁材料,通常采用3000kg力,10mm球的试验条件,有 K=F/D2=30 测量范围为100~650HBW。根据相似律,采用750kg力,5mm球;力,球;1850kg力,球时,K值都是30,测量范围也都是100~650HBW,各种不同组合在测试同一试样时,其硬度值应该是相等的。 规则二,试验后要使压痕直径处于以下范围内: ≤d≤ (6) 否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明,当压痕直径在~之间时,测得的硬度值与试验力大小无关。 布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为10mm、5mm、、1mm共4种。 布氏硬度试验可选择的D2值为30、15、10、5、、1共6种。 标准GB/—2002中规定的试验条件如表1所示。 二 硬 度 1、硬度试验 1.1硬度(hardness ) 材料抵抗弹性变形、塑性变形、划痕或破裂等一种或多种作用同时发生的能力。 最常用的有:布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度、 肖氏硬度等。 1.2布氏硬度试验(Brinell hardness test ) 对一定直径的硬质合金球加规定的试验力压入试样表面,经规定的保持时间后,卸除试验力,测量试样表面的压痕直径。布氏硬度与试验力除的压痕表面积的商成正比。 HBW=K · ) (22 2 d D D D F ??π 式中:HBW ——布氏硬度; K ——单位系数 K=0.102; D ——压头直径mm ; F ——试验力N ; D ——压痕直径mm 。 标准块硬度值的表示方法,符号HBW 前为硬度值,符号后按顺序用数字表示球压头直径(mm ),试验力和试验力保持时间(10~15S 可不标注)。如350HBW5/750。表示用直径5mm 的硬质合金球在7.355KN 试验力下保持10~15S 测定的布氏硬度值为350,600HBW1/30/20表示用直径1mm 的硬质合金球在294.2N 试验力下保持20S 测定的布氏硬度值为600。 1.3洛氏硬度试验(Rockwell hardness test ) 在初试验力F 。及总试验力F 先后作用下,将压头(金刚石圆锥、钢球或硬质合金球)压入试样表面,经规定保持时间后,卸除主试验力F 1,测量在初试验力下的残余压痕深度h 。 HR=N- s h 式中:HR ——洛氏硬度; N ——给定标尺的硬度常数; H ——卸除主试验力后,在初试验力下压痕残留的深度(残余压痕深度);mm ; S ——给定标尺的单位;mm 。 A 、C 、D 、N 、T 标尺N=100, B 、E 、F 、G 、H 、K 标尺N=130;A 、B 、 C 、 D 、 E 、 硬度测量实验报告 一、实验目的 1、了解常用硬度测量原理及方法; 2、了解布氏与洛氏硬度的测量范围及其测量步骤与方法; 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1.硬度就是表示材料性能的指标之一,通常指的就是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状与尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产与科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计,应用于黑色、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2.洛氏硬度 洛氏硬度测量法就是最常用的硬度试验方法之一。它就是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷与主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。 图: 未加载荷,压头未接触试件时的位置。 2-1:压头在预载荷P0(98、1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形与塑性变形。 2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h 值越大,说明试件越软,h 值越小,说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K 减去压痕深度h 的数值来表示硬度的高低。并规定0、002mm 为一个洛氏硬度单位,用符号HR 表示,则洛氏硬度值为: 002.0-H h k R 3、布氏硬度 布氏硬度的测定原理就是用一定大小的试验力F(N)把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm),然后按公式求出布氏硬度HB 值,或者根据 d 从已备好的布氏硬度表中查出HB 值。 测量范围为8~650HBW 由于金属材料有硬有软,被测工件有厚有薄,有大有小,如果只采用一种标准的试验力F 与压头直径D,就会出现对某些工件与材料的不适应的现象。因此,在生产中进行布氏硬度试验时,要求能使用不同大小的试验力与压头直径,对于同一种材料采用不同的F 与D 进行试验时,能否得到同一的布氏硬度值,关键在于压痕几何形状的相似,即可建立F 与D 的某种选配关系,以保证布氏硬度的不变性。 特点:一般来说,布氏硬度值越小,材料越软,其压痕直径越大;反之,布氏硬度值越 大,材料越硬,其压痕直径越小。布氏硬度测量的优点就是具有较高的测量精度,压痕面积大,能在较大范围内反映材料的平均硬度,测得的硬度值也较准确,数据重复性强。 四、实验内容 1. 测量滚动轴承表面洛氏硬度值 使用洛氏硬度计对轴承外圈进行硬度测定,记录相关测量数据: 加载力(kgf)= 1471 N HB是布氏硬度值,过去都是使用钢球压头,新标准中将布氏硬度值明确规定了测量时的压头:HBW 是指用硬质合金压头,HWS是指钢压头,压头的尺寸和载荷不变。 由于钢压头在测量时会发生变形,特别是测量材料较硬时,新标准在这方面减少了漏洞。 用直径为D的淬火钢球或硬质合金球,以相应的试验力F压入试样表面,保持规定的时间后卸除试验力,在试样表面留下球形压痕。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时,布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头,布氏硬度用符号“HBW”表示。淬火钢球用于测定硬度HBS<450的金属材料,如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质 处理的钢材等。为了避免压头变形,可用硬质合金球压头,它适用于测试HBW<650的金属材料。(我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。)HBS,HBW是布氏硬度更详细的分类。非常专业的时候要用到。 布氏硬度的符号及表示方法布氏硬度的符号用HBS或HBW表示。 HBS表示压头为淬硬钢球,用于测定布氏硬度值在450以下的材料,如软钢、 灰铸铁和有色金属等。HBW表示压头为硬质合金,用于测定布氏硬度值在650以下的树料。布氏硬度的表示方法:HBS或HBW之前的数字为硬度值,后面按顺序用数字表示试验条件: ①压头的球体直径; ②试验载荷; ③试验载荷保持的时间(10~15s不标注。 例如170HBS10/1000/30表示用直径10mm的钢球,在9807 N(1000 kgf)的试验载荷作用下,保持30s时测得的布氏硬度值为170。 530HBW5/750表示用直径5 mm的硬质合金球,在7355N(750kg f)的试验载荷作用下,保持10~15s时测得的布氏硬度值为530。 (3)试验条件的选择 布氏硬度试验时,压头球体的直径D、试验载荷F及载荷保持的时间t,应根据被试金属材料的种类、硬度值的范围及厚度进行选择。常用的压头直径l、2、2.5、5和10毫米五种。试验载荷可从9.807N ( l kgf) ~29.42 KN (3000 kgf)范围内,载荷保持的时间,一般黑色金属为10~15s;有色金属为30s;布氏硬度值小于35时为60s。 HBS,HRC,HBW是硬度指标不同种类。 硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 ⑵洛氏硬度(HR)当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 实验报告格式: 实验日期: 实验地点: 指导教师: . 实验名称: 天然水总硬度的测定 . 一、实验目的: (1)掌握EDTA 标准溶液的配置和标定方法。 (2)掌握EBT 指示剂的使用条件和终点变化。 (3)掌握EDTA 法测定水的总硬度的方法和原理。 (4)了解水的总硬度的表示方法。 二、实验原理:(写有关反应及计算公式) 硬度:水中钙盐和镁盐含量,以CaO(mg·L -1)表示 EDTA 的标定反应:Ca + Y = CaY , 终点:EBT-Ca(紫红)+ Y = EBT(纯蓝) + CaY EDTA 标准溶液浓度的计算:3 3CaCO Y CaCO Y 1 10004M m c V ?=? (mol/L) (3CaCO M = 100.09) 硬度的滴定反应:同标定。 硬度的计算:-1 Y Y CaO M CaO(mg L )1000c V V ?= ?水样 (CaO M = 56.08) 三、实验步骤:(写流程,注意事项) 1、0.02 mol·L -1EDTA 溶液的配制和标定: 配制:台秤称取EDTA 4 g → 500 mL 试剂瓶 → 加500 mL 蒸馏水,摇匀。 标定:分析天平称CaCO 3 0.1~0.2g → → 滴加1:1 HCl 至溶解→定量转移至 摇匀。移取三份25.00 mL 至 → 各加20mL pH10缓冲液, 10 mg EBT(三瓶同色) ,用EDTA 溶液滴定,紫红 → 纯蓝,记下V Y 2、天然水总硬度的测定: 滴定:移液管移取水样100.00 mL 三份→ → 各加5mL pH10缓冲液, 10mg EBT(三瓶同色) ,用EDTA 溶液滴定,紫红 → 纯蓝,记下V Y 100mL 100mL 氏硬度(HRC)、布氏硬度(HB)等硬度对照区别和换算硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。最普通的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB) 、洛氏硬度(HRA),HRB,HRC)、维氏硬度(HV) ,橡胶塑料邵氏硬度里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)[/url]则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。等硬度其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。最流行的(HA,HD) 钢材的硬度:金属硬度 ●常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。 ●HB应用范围较广,HRC适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。两者区别在于硬度计 ●HV-适用于显微镜(HV)以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。 ●THI90手提式硬度计,测量方便,利用冲击球头冲击硬度表面后,产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ VA(冲击速度)。 ●目前最常用的便携式里氏硬度计HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。时代公司TH系列里氏硬度计”(详细情况请点击《里氏硬度计TH140/TH160/HLN-11A/HS141便携式系列[/url] 》)就有此功能,是传统台式硬度机的有益补充!生产的用里氏(分析。维氏硬度之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。[/url]的代号为H。按硬度试验方法的不同,(Hardness)1、HB - 布氏硬度: 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为:以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2(N/mm2)。(关于布式硬度(HB)详细情况请点击《布氏硬度机(计)HB-3000B/TH600》) 布氏硬度计操作规程 1.各铸造车间检查员提交制备完毕的试样(试块、试棒)报检; 2.试样必须制成光滑表面,其表面粗糙度Ra不应大于 3.2微米,以使压痕边缘清晰,保证测量结果的准确性; 3.试样表面应无氧化皮、电镀层、脱碳层、渗碳层以及受热、加工硬化或其它污物; 4.报检试样必须标明报检车间、报检人、批号、材料等基本信息; 5.填写原始检验记录,含报检车间、报检人、批号、材料、报检日期、报检规格(实物试块、试棒)、检测设备、选用试验参数(钢球直径、加载试验力、试验力保持时间、环境温度、环境湿度等); 6.实验前应检查电源线是否接好,试验台是否稳固; 7.选取要用的压头及其相对应的试验力砝码,对于铸钢及球墨铸铁材料,选用Φ10压头及3000kg试验力砝码即可; 8.使用与试样硬度值相近的标准布氏硬度块,对硬度计进行校验; 9.对于铸钢及球墨铸铁材料,试验力保持时间一般设置为12秒; 10.试样的试验面、支承面、试验台表面和压头表面应清洁; 11.试样应稳固的放置在试验台上,试样的试验面与试样保持垂直,以保证在实验过程中不产生位移及变形,同时试验装置不应受到冲击和震动; 12.将被测试样放置在试验台中央,顺时针平稳转动手轮,使试验台上升,试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动(打滑),即停止转动手轮; 13.逆时针松开保压时间旋钮的定位螺钉,松开的程度能保证圆盘做自由回转即可,把圆盘内的弹簧定位器旋转到所需的时间位置上(红点对正12秒),打开电源柜中硬度计电源开关,扭动硬度计左侧电源指针到开位置,主机红色电源指示灯亮起,表明硬度计进入待机状态; 14按下硬度计正面启动按钮,即开始试验力加载,立即做好顺时针拧紧固定螺钉的准备,在绿色保荷指示灯亮起的同时迅速拧紧,使圆盘随曲柄一起回转直至自动反向和停止转动为止。从保荷指示灯燃亮到熄灭为试验力保持时间; 15.逆时针转动手轮,试验台下降,取下试样,用读数显微镜(20倍)测量试样表面的压痕直径,按照压痕直径与硬度值对照表读取硬度值。同一试样重复试验时两相邻压痕中心距至少应为压痕直径的4倍,但不得小于2mm,任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕直径的2.5倍,但不得小于1mm; 16.在计算机中输出试验报告,与原始检验记录一同保管,试样装袋一个月内备查,检测结果通知报检人和质保工程师,声明试验检测结果仅对送检样品负责; 17.如有多组试样报检,重复5-16项,全部完成后卸除全部试验力,扭动硬度计左侧电源指针到关位置,关闭电源柜中硬度计电源; 18.本操作规程适用于HB-3000台式硬度计,其它硬度计参考操作。 质保部检测室 布氏硬度计(GB/T231.1—2002) 1.布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力,使压头压入试样表面,经规定的保持时间后,除去试验力,测量试样表面的压痕直径d,布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。 图1布氏硬度试验原理 HB =F / S (1) =F /πDh (2) =0.102×2F /πDh (3) =0.102× 2F/ πD (D—) (4) 式中:F ——试验力,N; S ——压痕表面积,mm; D ——球压头直径,mm; h ——压痕深度,mm; d ——压痕直径,mm 2. 布氏硬度计的特点 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm球压头,3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。 布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,要分别完成测量操作和压痕测量,因此要求操作者具有一定的经验。 3. 布氏硬度计的应用 布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属、钢材和经过调质热处理的半成品工件,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于 成品检测。 4. 布氏硬度试验条件的选择 如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。 布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头,3000kg试验力。这一条件能够最大限度地体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循以下两个规则: 4.1 规则一,要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即 F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K (5) 图2布氏硬度压痕相似原理 这个规则来源于相似律。根据布氏硬度试验的相似律,在图2中不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面,压痕直径d1、d2是不同的,但是只要压入角?1、?2相同,压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下,采用不同的试验力和不同直径的球压头,在同一试样上测得的硬度值是相同的,在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。 试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2,在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2。 测试钢铁材料,通常采用3000kg力,10mm球的试验条件,有 K=F/D2=30 测量范围为100~650HBW。根据相似律,采用750kg力,5mm球;187.5kg力,2.5mm球;1850kg力,7.26mm球时,K值都是30,测量范围也都是100~650HBW,各种不同组合在测试同一试样时,其硬度值应该是相等的。 4.2 规则二,试验后要使压痕直径处于以下范围内: 0.24D≤d≤0.6D (6) 否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明,当压痕直径在0.24D~0.6D之间时,测得的硬度值与试验力大小无关。 布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为?10mm、?5mm、?2.5mm、?1mm共4种。 实验一材料的硬度测试实验 一、实验目的 1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解布氏、洛氏、维氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 3.通过数据处理和硬度标尺之间的换算,比较各材料之间的硬度大小,同时了解材料的种类、热处理状态对其硬度的影响。 二、实验概述 硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同。因而硬度值可以综合地反应压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量变形抗力。硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。另外,硬度与其它机械性能(如强度指标及塑性指标)之间有一定的内在联系,所以从某种意思上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。 常用的硬度试验方法有: 布氏硬度试验:主要用于黑色、有色金属原材料检验,也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。 洛氏硬度试验:主要用于金属材料热处理后的产品硬度检验。 维氏硬度试验:主要用于薄板或金属表层的硬度测定以及较精确的硬度测定。 显微硬度试验:主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度测定。 1.布氏硬度 布氏硬度试验是将一直径为D的淬火钢球或硬质合金球,在规定的试验力F作用下压入被测金属表面,保持一定时间t后卸除试验力,并测量出试样表面的压痕直径d,根据所选择的试验力F、球体直径D 及所测得的压痕直径d的数值,求出被测金属的布氏硬度值HBS或HBW,布氏硬度的测试原理如图1-1所示。 图1-1布氏硬度的测试原理图 在试验测量时,可由测出的压痕直径d直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测的布氏硬度值。在进行布氏硬度试验时,球体直径D、施加的试验力F和试验力的保持时间t都应根据被测金属的种类、硬度范围和试样的厚度范围进行选择。布氏硬度试验规范如表1-1所示。 表1-1布氏硬度试验规范 布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍 硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬的判据,是一个综合的物理量。 材料的硬度越高,耐磨性越好,故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金属材料表面层,然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。根据压头和压力不同,常用的硬度指标有布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。 一、布氏硬度 1、试验原理 用直径为D的淬火钢球或硬质合金球,以相应的试验力F压入试样表面,保持规定的时间后卸除试验力,在试样表面留下球形压痕,如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时,布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头,布氏硬度用符号“HBW”表示。 HBS(HBW):用钢球(硬质合金球)试验的布氏硬度值; F:试验力(N);d:压痕平均直径(mm);D:钢球(硬质合金球)直径(mm). 布氏硬度的单位为N/mm2,但习惯上只写明硬度值而不标出单位。 2、选择试验规范 在进行布氏硬度试验时,钢球直径D、施加的试验力F和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度,按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。 布氏硬度试验规范 由布氏硬度值的计算公式可以看出,当所加试验力F与钢球(或硬质合金球)直径D已选定时,硬度埴HBS(HBW)只与压痕直径d 有关。d 越大,则HBS(HBW)值越小,表明材料越软;反之,d 越小,HBS(HBW)值越大,表明材料越硬。 除了采用钢球(或硬质合金球)直径D为10mm,试验力F为3000kgf(29421N),保持时间10-15s的试验条件外,在其它试验条件下测得的硬度值,应在符号HBS的后面用相应的数字注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。 如120HBS10/1000/30,即表示用10mm的钢球作压头,在1000kgf(9807N)的试验力作用下,保持时间为30s后所测得的硬度值为120。如500HBW5/750,即表示用5mm的硬质钢球作压头,在750kgf(735N)的试验力作用下,保持时间为01-15s后所测得的硬度值为500。 淬火钢球用于测定硬度HBS<450的金属材料,如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。为了避免压头变形,可用硬质合金球压头,它适用于测试HBW<650的金属材料。(我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。 3、试验的优缺点 布氏硬度试验的优点是:试验时使用的压头直径较大,在试样表面上留下压痕也较大,测得的硬度值也较准确。 布氏硬度试验的缺点是:对金属表面的损伤较大,不易测试太薄工件的硬度,也不适于测定成品件的硬度。 布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料(如铸铁)硬度 布氏硬度试验 一、原理 布氏硬度计的工作原理把一定直径的钢球,在一定试验力作用下,以一定的速度压入试样表面,经规定的试验力保持时间后卸除试验力。以试样压痕球形表面积上的平均压力来表示金属的布氏硬度值。 二、特点 永久压痕 采用3000kg试验力,10mm球,压出的压痕可准确反映铸铁、铸钢、锻件等粗大晶粒材料的真实硬度。测试后留下的永久性压痕可以在任何时间重复检验。 真实准确 按照真实的布氏硬度试验原理测试,与台式布氏硬度计原理相同,并非其他便携式仪器(例如里氏硬度计)得到的失真较大的换算值。 测试精确 试验力校准精度为载荷的0.5%,硬度测试精度与台式机相同。 任意方向 没有方向限制,可用于任意方向上的测量:包括上面,下面,侧面,倒置等。 优点 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm直径球压头,3000Kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,面不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。 布氏硬度试验的特点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,测量操作和压痕测量都比较费时,并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差,因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验,一般要求由专门的实验员操作。 压头 通常分为Φ2.5mm,Φ5mm,Φ10mm,和Φ1mm四种 三.试样的技术条件 1.试样的试验面应制成光滑平面,不应有氧化皮及污物。试验面应能保证压痕直径能精确测量,试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。 2.在试样制备过程中,应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。 3.布氏硬度试样厚度至少应为压痕深度的10倍。 4.试验温度一般在10~35℃范围内。 IS1500-1983 铁质金属材料布氏硬度试验方法- 中文版) (1996年重审) 铁质金属材料布氏硬度试验方法 (第2次修订)(1997年8月重印) 范畴 1、1 此项标准规定了铁质金属材料布氏硬度的试验方法。 试验的原理 2、1 布氏硬度是一个正比系数,是将试验压力除以压痕处理表面面积,此面积认定是那个球的球面或等于那个球的直径。 2、2 在现实操作中,硬度试验压头(直径为D的硬化钢球或硬金属球)被用力压进试验样品的表面,移去试验压力后测量表面上留下的压痕直径d。 概述 3、1 钢球试验压头用于布氏硬度不超过450的材料。 3、2 硬金属试验压头用于布氏硬度不超过650的材料。 注:硬度在550(原文不清)的用钢球或硬金属球所得的值明显地不同。 符号及含义 4、1 下述符号在此项标准中使用: 符号含义 D 球的直径,mm F 试验压力,n D 压痕的平均直径,mm H 压痕深度=(D-√D2-d2)/2 HBS或HBW 布氏硬度=常数×(试验压力/压痕表面面积) =0.102×2F/πD(D-√D2-d2) 注:常数=1/g=1/9.8065=0.102 4、2 布氏硬度用下述符号表示: 使用钢球时用HBS; 使用硬金属球时用HBW。 注:在往常的标准中,在使用钢球进行试验时,硬度用HB表示。 4、3 符号HBS或HBW前是硬度值,移下述顺序补充讲明试验条件: 球的直径,mm 代表试验压力的数字(见表1);和 与规定的不同时刻不同的负荷作用时刻,单位:秒 示例 350HBS5/750=使用直径为5mm的钢球试验压力为7.355kN在10-15秒内测定的布氏硬度。 600HBW1/30/20=使用直径为1mm的硬金属球试验压力为294.2N在2 0秒内测定的布氏硬度。 表1、测定布氏硬度的试验压力(第4、3和7、2条) 3010 2.53010 2.52.4065321854.5 2.7948116040.12.4164821654.0 2.8047715939.82.4264321453.5 2.8147415839.52.4363721253.1 2.8247115739.22.4463221152.7 2.8346715638.92.4562720952.2 2.8446415538.72.4662120751.8 2.8546115438.42.4761620551.4 2.8645715238.12.4861120450.9 2.8745415137.82.4960620250.5 2.8845115037.62.5060120050.1 2.8944814937.32.5159719949.7 2.9044414837.02.5259219749.3 2.9144114736.82.5358719648.9 2.9243814636.52.5458219448.5 2.9343514536.32.5557819348.1 2.9443214436.02.5657319147.8 2.9542914335.82.5756919047.4 2.9642614235.52.5856418847.0 2.9742314135.32.5956018746.6 2.9842014035.02.6055518546.3 2.9941713934.82.6155118445.9 3.0041513834.62.6254718245.6 3.0141213734.32.6354318145.2 3.024*******.12.6453817944.9 3.0340613533.92.6553417844.5 3.0440413533.62.6653017744.2 3.0540113433.42.6752617543.8 3.0639813333.22.6852217443.5 3.0739513233.02.6951817343.2 3.0839313132.72.7051417142.9 3.0939013032.52.7151017042.5 3.1038812932.32.7250716942.2 3.1138512832.12.7350316841.9 3.1238312831.92.7449916641.6 3.1338012731.72.7549516541.3 3.1437812631.52.7649216441.0 3.1537512531.32.7748816340.7 3.1637312431.12.7848516240.4 3.1737012330.9 第1页 共4页 压痕直径d10、2d5在试验力F(牛)下布氏硬度压痕直径d10、2d5在试验力F(牛)下布氏硬度 硬度测量实验报告 Prepared on 22 November 2020 硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法; 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法; 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1.硬度是表示材料性能的指标之一,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计,应用于黑色、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2.洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。下图表示了洛氏硬度的测量原理。 图:未加载荷,压头未接触试件时的位置。 2-1:压头在预载荷P0作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为 h1。由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大,说明试件越软,h值越小,说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定为一个洛氏硬度单位,用符号HR表示,则洛氏硬度值为: 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm),然后按公式求出布氏硬度HB值,或者根据 d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。测量范围为8~650HBW 由于金属材料有硬有软,被测工件有厚有薄,有大有小,如果只采用一种标准的试验力F和压头直径D,就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。因此,在生产中进行布氏硬度试验时,要求能使用不同大小的试验力和压头直径,对于同一种材料采用不同的F和D进行试验时,能否得到同一的布氏硬度值,关键在于压痕几何形状的相似,即可建立F和D的某种选配关系,以保证布氏硬度的不变性。特点:一般来说,布氏硬度值越小,材料越软,其压痕直径越大;反之,布氏硬度值越大,材料越 表 材料抵抗硬的物体压入自己表面的能力。硬度按测定方法的不同分为以下几种: 布氏硬度: 代号:HBS(淬硬钢球测定)或HBW(硬质合金球测定),一般也写成HB; 单位:无 简介:以一定的负荷,把一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入材料表面,保持规定时间后卸除负荷,测量材料表面的压痕,然后按公式来计算硬度的大小。 洛氏硬度: 代号:HR 单位:无 简介:以一定的负荷把淬硬钢球或顶角为1200的圆锥形金刚石压入器压入材料表面,然后以材料表面上凹坑的深度来计算硬度大小。 洛氏硬度有多种标尺,常见的有: a.标尺C:代号HRC,采用1471.1N(150kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度.它适用于调质钢、淬火钢等较硬材料的硬度测定。 b.标尺A:代号HRA,采用588.4N(60 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度.它适用于表面淬火钢、渗碳钢或硬质合金等材料的硬度测定。 c.标尺B:代号HRB,采用980.7N(100 kgf)总负荷和直径1.588mm淬钢球 压入器求得的硬度。它适用于有色金属、退火钢、正火钢等较软材料的硬度测定。 表面洛氏硬度: 代号:HR 单位:无 简介:试验原理与洛氏硬度一样。它适用于钢材表面渗碳、渗氮等处理的表面和级薄钢板以及有色金属等硬度的测定。此类硬度也有多种标尺:a.标尺15N:代号HR15N,采用147.1N (15 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度 b.标尺30N:代号HR30N,采用294.2N(30 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度 c.标尺45N:代号HR45N,采用441.3N(45 kgf)总负荷和金刚石压入器求得的硬度 d.标尺15T:代号HR15T,采用147.1N(15 kgf)总负荷和直径1.588mm淬硬钢球压入器求得的硬度 e.标尺30T:代号HR30T,采用294.2N(30 kgf)总负荷和直径1.588mm淬硬钢球压入器求得的硬度 f.标尺45T:代号HR45T,采用294.2N(45 kgf)总负荷和直径1.588mm淬硬钢球压入器求得的硬度 维氏硬度: 代号:HV 单位:无 简介:以49.03~980.7N的负荷,将相对面夹角为1360的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后,用测量压痕对角线长度,再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度,试验负荷1.961~ 热处理工件的硬度使用硬度计检测。PHR系列便携式表面洛氏硬度计十分适用于检测表面热处理工件的硬度,可以测试有效化深度超过0.1mm的各种表面热处理工件。操作简单、使用方便、价格较低,可直接读取硬度值。 表面热处理分为两大类,一类是表面淬火回火热处理,另一类是化学热处理,其硬度检验方法如下: 化学热处理是使工件表面渗入一种或几种化学元素的原子,从而改变工件表面的化学成分、组织和性能。经淬火和低温回火后,工件表面具有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度,而工件的芯部又具有高的强韧性。 布氏硬度测量 硬度是指金属表面上局部体积内抵抗弹性变形、塑性变形或抵抗破坏的能力。它是金属材料的重要性能之一,也是检验工、模具和机械零件质量的一项重要指标。 硬度试验的方法很多,使用最广泛的是压入法,它用一定的静载荷(压力)把压头压在金属表面上,然后通过测定压痕的面积或深度来确定其硬度。常用的硬度试验方法有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等三种。 布氏硬度测量法通常采用的是10 mm直径球压头, 29420 N实验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,测量准确、稳定,其硬度代表性好,数据重复性好,精度高于洛氏硬度。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。常用于测定退火、正火、调质钢、铸铁以及有色金属等的硬度值。 布氏硬度的试验原理是对一定直径D的硬质合金球施加试验力F压入试样表面,保持一定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕直径,见图1。 图1 布氏硬度试验原理 布氏硬度值的计算公式 式中:常数=1/gn=1/9.80665;gn—标准重力加速度。 一般地,测量出压痕直径后,查表获得材料的布氏硬度值。传统的试样表面压痕直径测量方法是用20倍读数显微镜测量,比较费时,效率低,测量误差较大。基于图象处理的布氏硬度测试系统采用图象分析的方法,能够精确的拟合压痕的边缘轮廓,根据像素数计算压痕的面积,自动计算出材料的布氏硬度,并显示在显示屏上,无需查表,方便、快捷、准确。测量精度高,效率高。对于一些无法识别的压痕图象,提供了手动直径测量方法可供选择。 1 测试系统的组成及工作原理 1.1测试系统的组成 测试系统硬件部分主要包括摄像头、图像采集卡、CCD电源等。硬度测试实验报告doc
布氏硬度试验方法
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硬度测量实验报告
HB是布氏硬度值
实验报告格式-天然水总硬度的测定
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硬度测量实验报告
布氏硬度
布氏硬度测量