布氏硬度計相關(guān)介紹
布氏硬度計原理
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗力壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以hbs（鋼球）表示，單位為n/mm2（mpa）。
測定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠，但一般hbs只適用于450n/mm2（mpa）以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途zui廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀，又方便。
布氏硬度計的特點
布氏硬度試驗的優(yōu)點是其硬度代表性好，由于通常采用的是10 mm直徑球壓頭，3000kg試驗力，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。
布氏硬度試驗的缺點是壓痕較大，成品檢驗有困難，試驗過程比洛氏硬度試驗復(fù)雜，測量操作和壓痕測量都比較費時，并且由于壓痕邊緣的凸起、凹陷或圓滑過渡都會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技術(shù)和豐富經(jīng)驗，一般要求由專門的實驗員操作。
布氏硬度計的應(yīng)用
布氏硬度計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有著較好的對應(yīng)關(guān)系。布氏硬度試驗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。
布氏硬度試驗條件的選擇如同洛氏硬度試驗關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣，布氏硬度試驗也要遇到試驗條件的選擇問題，即試驗力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，并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理搭配，應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗略顯復(fù)雜。布氏硬度試驗zui常用的試驗條件是采用10mm直徑的球壓頭，3000kg試驗力。這一條件zui能體現(xiàn)布氏硬度的特點。但是由于試樣材質(zhì)不同，硬度不同，試樣大小，薄厚也不同，一種試驗力，一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個。
規(guī)則一：要使試驗力和球壓頭直徑的平方之比為一個常數(shù)。即。這個規(guī)則來源于相似律。根據(jù)相似律，不同直徑的球壓頭d1、d2在不同的試驗力f1、f2作用下壓入試樣表面，壓痕直徑d1、d2是不同的，但是只要壓入角相同，壓痕就具有相似性。這時試驗力和壓頭球直徑的平方之比就是一個常數(shù)。在這種條件下，采用不同的試驗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。
規(guī)則二：試驗后要使壓痕直徑處于以下范圍：0.24d < d < 0.6d。否則試驗結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇合適的試驗力重新試驗。人們的大量試驗表明，當(dāng)壓頭直徑在0.24d~0.6d之間時，測得的硬度值與試驗力大小無關(guān)。布氏硬度試驗可選擇的試驗力從3000kg到1kg大約有20個級別
本檢定系統(tǒng)規(guī)定了布氏硬度計量基準(zhǔn)器具和計量標(biāo)準(zhǔn)器具的用途、組成、計量特性和檢定程序，以及工作用計量器具的計量特性和檢定方法。
一、計量基準(zhǔn)器具
1、 國家基準(zhǔn)
1.1國家基準(zhǔn)的用途
國家基準(zhǔn)用于布氏硬度單位的復(fù)現(xiàn)和保存。
1.2國家基準(zhǔn)由下列計量器具組成：
a直接加荷式的硬度機(jī)，其試驗力誤差δf≤±0.1%，試驗力按下表見其構(gòu)成。
b測量壓痕直徑的顯微鏡
顯微鏡標(biāo)尺的刻度，對于用10和5mm直徑球壓頭打壓的壓痕應(yīng)能讀到0.002mm；對用于等于和小于2.5mm直徑球壓頭打壓的壓痕應(yīng)能讀到0.001mm。
顯微鏡任何兩刻線的讀數(shù)之差：
對于10和５mm直徑的球壓頭應(yīng)到±0.002mm以內(nèi)。
對于等于和小于2.5mm直徑的球壓頭應(yīng)到±0.001mm以內(nèi)
c壓頭
基準(zhǔn)硬度機(jī)的壓頭有1，2，2.5，5，10mm五種鋼球和硬質(zhì)合金球。其球的直徑誤差、硬度值、粗糙度應(yīng)滿足下表要求。
1.3國家基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的布氏硬度范圍為
8--650hbs（w）
1.4國家基準(zhǔn)的不確定度
對試驗力等于或大于1839n（187.5kgf）級的不確定度：
δ≤0.5%
硬度符號
球直徑d
mm
0102f/d2
（f/d2）
試驗力f
（kgf）
hbs（hbw）10/3000
10
30
29.42×103（3000）
hbs（hbw）10/1500
10
15
14.71×103（1500）
hbs（hbw）10/1000
10
10
9.807×103（1000）
hbs（hbw）10/500
10
5
4.903×103（500）
hbs（hbw）10/250
10
2.5
2.452×103（250）
hbs（hbw）10/125
10
1.25
1.226×103（125）
hbs（hbw）10/100
10
1
980.7（100）
hbs（hbw）5/750
5
30
7.355×103（750）
hbs（hbw）5/250
5
10
2.452×103（250）
hbs（hbw）5/125
5
5
1.226×103（125）
hbs（hbw）5/62.5
5
2.5
612.9（62.5）
hbs（hbw）5/31.25