布氏硬度計(jì)相關(guān)介紹

 布氏硬度計(jì)相關(guān)介紹

布氏硬度計(jì)原理
      用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗(yàn)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(cè)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(duì)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(lái)表示該材料的硬度，既直觀，又方便。
                                                                    布氏硬度計(jì)的特點(diǎn)
      布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)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(yàn)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(gè)別組成相及微小不均勻度的影響，因此特別適用于測(cè)定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料。它的試驗(yàn)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(duì)應(yīng)關(guān)系。
      布氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)是壓痕較大，成品檢驗(yàn)有困難，試驗(yàn)過(guò)程比洛氏硬度試驗(yàn)復(fù)雜，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)，一般要求由專門的實(shí)驗(yàn)員操作。
 布氏硬度計(jì)的應(yīng)用
      布氏硬度計(jì)主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測(cè)試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗(yàn)有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。布氏硬度試驗(yàn)還可用于有色金屬和軟鋼，采用小直徑球壓頭可以測(cè)量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計(jì)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)。
      布氏硬度試驗(yàn)條件的選擇如同洛氏硬度試驗(yàn)關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣，布氏硬度試驗(yàn)也要遇到試驗(yàn)條件的選擇問(wèn)題，即試驗(yàn)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(yàn)力和壓頭球直徑的合理搭配，應(yīng)用起來(lái)比洛氏硬度試驗(yàn)略顯復(fù)雜。布氏硬度試驗(yàn)zui常用的試驗(yàn)條件是采用10mm直徑的球壓頭，3000kg試驗(yàn)力。這一條件zui能體現(xiàn)布氏硬度的特點(diǎn)。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(yàn)力，一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗(yàn)力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個(gè)。
      規(guī)則一：要使試驗(yàn)力和球壓頭直徑的平方之比為一個(gè)常數(shù)。即。這個(gè)規(guī)則來(lái)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(yàn)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(shí)試驗(yàn)力和壓頭球直徑的平方之比就是一個(gè)常數(shù)。在這種條件下，采用不同的試驗(yàn)力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測(cè)得的硬度值是相同的，在不同的試樣上測(cè)得的硬度值是可以相互比較的。試驗(yàn)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(yàn)后要使壓痕直徑處于以下范圍：0.24D < d < 0.6D。否則試驗(yàn)結(jié)果是無(wú)效的,應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)力重新試驗(yàn)。人們的大量試驗(yàn)表明，當(dāng)壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時(shí)，測(cè)得的硬度值與試驗(yàn)力大小無(wú)關(guān)。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的試驗(yàn)力從3000kg到1kg大約有20個(gè)級(jí)別
　　本檢定系統(tǒng)規(guī)定了布氏硬度計(jì)量基準(zhǔn)器具和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具的用途、組成、計(jì)量特性和檢定程序，以及工作用計(jì)量器具的計(jì)量特性和檢定方法。

　　一、計(jì)量基準(zhǔn)器具
　　1、 國(guó)家基準(zhǔn) 
　　1.1國(guó)家基準(zhǔn)的用途
　　國(guó)家基準(zhǔn)用于布氏硬度單位的復(fù)現(xiàn)和保存。
　　1.2國(guó)家基準(zhǔn)由下列計(jì)量器具組成：
　　A直接加荷式的硬度機(jī)，其試驗(yàn)力誤差δ_f≤±0.1%，試驗(yàn)力按下表見(jiàn)其構(gòu)成。
　　B測(cè)量壓痕直徑的顯微鏡
　　顯微鏡標(biāo)尺的刻度，對(duì)于用10和5mm直徑球壓頭打壓的壓痕應(yīng)能讀到0.002mm；對(duì)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(duì)于10和５mm直徑的球壓頭應(yīng)到±0.002mm以內(nèi)。
　　對(duì)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(guó)家基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的布氏硬度范圍為
　　　　8--650HBS（W）
　　1.4國(guó)家基準(zhǔn)的不確定度
　　對(duì)試驗(yàn)力等于或大于1839N（187.5kgf）級(jí)的不確定度：
　　　　δ≤0.5%　

　　對(duì)試驗(yàn)力小于1839N（187.5kgf）級(jí)的不確定度：
　　　　δ≤1.0% 
　　2、國(guó)家副基準(zhǔn)
　　2.1國(guó)家副基準(zhǔn)在全國(guó)復(fù)現(xiàn)布氏硬度單位的地位僅次于國(guó)家基準(zhǔn)。
　　2.2組成國(guó)家副基準(zhǔn)的全套計(jì)量器具的技術(shù)要求與國(guó)家基準(zhǔn)相同。
　　2.3國(guó)家副基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)布氏硬度范圍為
　　　　8--650HBS（W）
　　2.4國(guó)家副基準(zhǔn)的不確定度
　　國(guó)家副基準(zhǔn)的不確定度與國(guó)家基準(zhǔn)的不確定度相等。
　　3、工作基準(zhǔn)
　　3.1工作基準(zhǔn)經(jīng)與國(guó)家工準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對(duì)，并經(jīng)國(guó)家鑒定，在全國(guó)復(fù)現(xiàn)布氏硬度單位的地位僅在國(guó)家基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)之下。
　　3.2工作基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)布氏硬度范圍為
　　　　8--650HBS（W）
　　3.3工作基準(zhǔn)的不確定度
　　對(duì)試驗(yàn)力等于或大于1839N（187.5kgf）級(jí)的不確定度：
　　　　δ≤0.7%
　　對(duì)試驗(yàn)力小于1839N（187.5kgf）級(jí)的不確定度：
　　　　δ≤1.2%
　　4、比對(duì)
　　在規(guī)定條件下，對(duì)國(guó)家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)之間的量值進(jìn)行比較，這種比較將通過(guò)比對(duì)硬度塊實(shí)現(xiàn)。
　　比對(duì)硬度塊的允許誤差△為：
　　　　△≤±0.5%
　　比對(duì)硬度塊的均勻度U為：
　　29420N（2000kgf）時(shí)，
　　　　U≤±0.5%
　　小于29420N（3000kgf）時(shí)，
　　　　U≤±1.0%

　　二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具
　　5、標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的示值誤差
　　標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊經(jīng)基準(zhǔn)檢定，其示值誤差（傳遞誤差）為：
　　δ_標(biāo)≤±1.5%；2.0%；3.0%
　　6、標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的均勻度U為：
　　30D₂　　HBS（W）10/3000/30　　　150-250　　U≤2.0%
　　　　　　HBS（W）5/750/30　　　　150-250　　U≤2.5% 
　　　　　　HBS（W）2.5/187.5/30　　150-250　　U≤3.0%
　　10D₂　　HBS（W）10/1000/30　　　75-125　　U≤3.0%
　　　　　　HBS（W）5/250/30　　　　75/125　　U≤3.0%
　　　　　　HBS（W）2.5/62.5/30　　　75-125　　U≤4.0%
　　2.5D₂　　HBS（W）2.5/15.6/60　　25-35　　　U≤5.0%
　　7、標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的穩(wěn)定度
　　HBS（W）150-250時(shí)，應(yīng)不大于1.0%
　　HBS（W）75-125時(shí)，應(yīng)不大于1.5%
　　HBS（W）25-35時(shí)，應(yīng)不大于3.0%

　　三、工作用計(jì)量器具
　　用符合JJG150-83金屬布氏硬度計(jì)檢定規(guī)程GB6269-86布氏硬度計(jì)技術(shù)條件中所規(guī)定的布氏硬度計(jì)作工作用計(jì)量器具。
　　工作用布氏硬度計(jì)示值誤差△為
　　　　△≤±3.0%

布氏硬度計(jì)因能測(cè)出試樣較大范圍的硬度值，因而廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中對(duì)未經(jīng)淬火鋼、鑄鐵、有色金屬及質(zhì)地較軟的軸承合金等的布氏硬度值測(cè)定。本文以HB3000布氏硬度計(jì)為例，談?wù)勔恍┏Ｒ?jiàn)故障及排除方法。 

    1、載荷誤差超過(guò)±1.0%或不穩(wěn)定 

    造成這種故障的原因及排除方法：（1）力點(diǎn)刀刃松動(dòng)，應(yīng)調(diào)整力點(diǎn)刀刃并擰緊；（2）力點(diǎn)刀刃和支點(diǎn)的磨損會(huì)不同程度地增加載荷誤差，應(yīng)研修刀刃；（3）載荷杠桿上的調(diào)整塊位置不適當(dāng)，可根據(jù)情況向前或向后移動(dòng)，調(diào)整合適后固定緊；（4）壓縮彈簧銹蝕，增大了與、主軸襯套的磨擦，應(yīng)清洗生銹部位并上防護(hù)油或更換之。（5）加荷不平穩(wěn)，有沖擊振動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)排除引起不平穩(wěn)的因素。 

    2、加荷速度不能控制在規(guī)定的時(shí)間內(nèi) 

    加荷速度過(guò)快或過(guò)慢，主要是減速器用油粘度過(guò)小或過(guò)大，應(yīng)清洗減速器，并更換減速器用油。 

    3、測(cè)定的硬度值與標(biāo)準(zhǔn)硬度塊示值不一致 

    造成這種故障的原因及排除方法：（1）硬度計(jì)安裝不水平，應(yīng)將硬度計(jì)調(diào)至水平；（2）鋼球表面不光潔或直徑超過(guò)允差，應(yīng)用千分尺挑選合格的鋼球換上；（3）壓痕測(cè)量裝置誤差偏大，應(yīng)調(diào)整壓痕測(cè)量裝置的允許誤差，使其≤±0.5%；（4）砝碼不能垂直放置，砝碼與硬度計(jì)后蓋擦靠，應(yīng)檢查吊環(huán)是否掛在重點(diǎn)刀刃上，吊架吊桿是否平直，否則應(yīng)將吊環(huán)掛于重點(diǎn)刀刃上，校直吊架吊桿；（5）主軸與試臺(tái)平臺(tái)垂直度，主軸軸線與升降絲桿軸線同軸度超差，應(yīng)分析視其情況進(jìn)行主軸與試臺(tái)平臺(tái)垂直度、主軸軸線與升降絲桿軸線同軸度的調(diào)整。 

    4、硬度計(jì)反復(fù)加卸載荷 

    造成這種故障的原因及排除方法：（1）按鍵開(kāi)關(guān)頂桿過(guò)長(zhǎng)，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)A、B觸點(diǎn)與A1、B1觸點(diǎn)不能脫開(kāi)，應(yīng)調(diào)節(jié)頂桿長(zhǎng)度并固定之；（2）換向開(kāi)關(guān)安裝位置不當(dāng)，活動(dòng)擋板不能觸動(dòng)換向開(kāi)關(guān)上的銷子，造成換向開(kāi)關(guān)不換向，應(yīng)調(diào)整換向開(kāi)關(guān)的安裝位置。 

    5、硬度計(jì)載荷全部加上時(shí)停機(jī) 

    此種故障原因?yàn)閾Q向開(kāi)關(guān)接觸點(diǎn)有燒傷、燒蝕現(xiàn)象，造成接觸點(diǎn)接觸不良，應(yīng)對(duì)接觸點(diǎn)加以清理打磨或更換新的換向開(kāi)關(guān)。 

    6、按鍵開(kāi)關(guān)按下，硬度計(jì)不動(dòng)作，但有嗡嗡的電流聲 

    此種故障原因?yàn)殡姍C(jī)缺相，應(yīng)檢查電源是否正常，電源插頭是否插好，電纜線是否有斷路，電源開(kāi)關(guān)是否完好，電機(jī)接線是否接牢，電機(jī)線圈是否燒壞一組以及換向開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接觸是否良好等，應(yīng)視其情況分別予以排除 

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