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布氏硬度计钢球硬度和试样硬度不符合规定时引起的误差

发布时间:2018-10-25 17:16:41  阅读:
在进行布氏硬度计试验时,理想情况是钢球硬度应足够大,以致对试验结果没有影响,但 这是不可能的。钢球在试验力作用下压入试样表面,要产
在进行布氏硬度计试验时,理想情况是钢球硬度应足够大,以致对试验结果没有影响,但 这是不可能的。钢球在试验力作用下压入试样表面,要产生弹性和塑性变形。由于钢球的变 形,使钢球成为类似椭圆球体的形状,而且这个椭圆球体是沿短轴方向压入试样表面,这就 相当钢球直径增大,使压痕直径增大,硬度值降低。钢球变形量的大小与钢球硬度有关。钢 球硬度越低,钢球变形越大,使压痕直径变大,硬度值降低;钢球变形量的大小,不但与钢 球本身硬度有关,而且与试样梗度有关,当试样硬度超过450 


所示是布氏硬度计值与钢球硬度关系示意曲线。由图2—18所 示曲线可以看出,当钢球的维氏硬度低于850HV10时,被测 试样的硬度值将开始明显降低。(恒仪硬度计&金相制样设备 )
因此,在标准试验条件中,规定钢球硬度不得低于850HV10,试样硬度不得高于450 HBS。当钢球硬度低于850HV10,将引起负的硬度测量误  
差。    硬度关系曲线

在讨论布氏硬度值与压入角关系时,曾提到金属的布氏硬度数值与维氏硬度数值,特别 是在低硬度范围时是比较接近的。试验结果表明,试样硬度为214HBS时,布氏硬度数值与维 氏硬度数值是非常一致的,此时试样的维氏硬度为214HV。随着试样硬度的増高,布氏硬度 数值较维氏梗度数值逐渐有所偏低,当试样布氏硬度为370HBS时,维氏硬度则为377HV;

当试样硬度趄过450HBS时,布氏硬度数值较维氏硬度数值偏低得更多。例如,在试样布氏 硬度为501HBS时,试样的维氏硬度为525HV。随着试样硬度的増高,布氏硬度数值较维氏 硬度数值越来越低,其主要原因是由于随着试样硬度増高,钢球变形逐渐加大,而维氏硬度 试验用的是金刚石压头,变形量的变化极小,可以忽略不计。
为了扩大布氏硬度试验的应用范围,使得对于布氏硬度大于450HBS的试样也能进行布 氏硬度试验,我国和国际上很多国家一样,已开始采用硬质合金球类进行布氏硬度试验。

维氏硬度不低于1500HV的硬质合金球进行布氏硬度试验时,可对硬度高达650HBW的试样 进行测定。当硬质合金球硬度不低于1 500HV,试样硬度不高于650HBW时,可以近似认为布 氏硬度值与硬质合金球硬度无关,如不符合上述要求,则会使硬度值降低。很显然,用一般钢 球和硬质合金球对同一试样进行布氏硬度试验所得的布氏硬度值特别是在高硬度范围时,会 有很大差异的。试验结果表明,当试样硬度较高时,用硬质合金球较钢球所得布氏硬度值约 高17%。因此,规定了在布氏硬度量和单位的符号中,以S和PF分别表示钢球和硬质合金球 为压头进行的试验,以作区别。

既然硬质合金压头的应用范围较宽,包栝了钢球压头的应用范围,为什么不取消钢球压 头呢?其主要原因正是由于用钢球压头和硬质合金球压头进行布氏硬度试验时所得的结果存 在着差异。硬质合金球压头刚刚开始应用,现在很多产品都是由钢球压头的布氏硬度试验来 判断其质量好坏,如果要用硬质合金球压头代替,为了保证产品质量,势必做大量实验,修 改技术文件对产品的硬度值的要求,这将是一件非常复杂的工作。其次,钢球压头来源丰 富、价格低廉,因此在以后相当长的时间内,不可能取消钢球压头,总的趋势是钢球压头和 硬质合金球压头同时得到应用,而硬质合金球压头的应用逐渐増多。

 钢球表面粗糙度不符合要求引起的布氏班度澜董误差
随着钢球表面粗糙度的増大,钢球压入过程中的摩擦阻力増加,使得压痕直径减小,布 氏硬度值升高。试验结果表明,用浸蚀过的钢球对硬度值小于130HBS的试件进行布氏硬度 试验,其硬度值升高4势左右。钢球表面粗糙度对硬度 g 较高的试样影响较小,对硬度较低的试样影响较大。  


图2—I9所示是布氏硬度值与钢球表面粗糙度关系示 意曲线。所示曲线可见,当钢球表面租糙度大 于0.04 pm时,布氏碩度值开始明显升高。因此,可以把 钢球表面粗糙度R.a<〇.Q4Hm认为是足够小,以致对试 验结果的影响可以忽略不计。在标准试验条件中,规定钢球表面粗糙度Ra不得大于0.04 Pm。否则,将引起正    图2—19布氏硬度值与钢球表面
的布氏硬度测量误差。

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