布氏硬度测量原理、计算公式及应用

布氏硬度是我国常用的三大硬度测量方法之一它是由1900年瑞典J.B.Brinell工程师提出的。下面为大家介绍布氏硬度测量方法的原理、适用范围、优缺点及应用领域。

测量原理:是用一定大小的载荷P(kg),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(图1)保持规定时间后卸除试验力,盐度计用读数显微镜测出压痕平均直径d (mm)然后用载荷P除以压痕球形表面积即为布氏硬度值,菲利尔热像仪记为HBS(压头为钢球时)或者HBW(压头为硬质合金时)。

布氏硬度测量原理图

适用范围:HBS适用于测量退火、正货、铸铁、有色金属等硬度小于450HBS的较软金属。HBW适用于测量硬度在450HBW-650HBW的淬火钢。

布氏硬度值计算公式

布氏硬度值记为HBS(当压头为钢球时)或者HBW(当压头为硬质合金球时)两者计算公式相同。以下以压头为硬质合金球的硬度值为例:

布氏硬度值计算公式:

D ---球压头直径单位mm;

F---试验力 单位N;

d---压痕平均直径单位mm;

1N=0.102kgf即1牛等于0.102千克力;

HBW的单位为kgf/mm2;

布氏硬度值表示方法:

符号HBW前面的数值为硬度值符号后面为试验条件即球直径、mm、试验力数字及试验力保持时间采用规定的保持时间(10-15s)则不用标注。

例如:600HBW1/30/20-------用1mm硬质合金球在294.2N(30kgf)试验力下保持20s测得的布氏硬度值为600.

布氏硬度试验硬度范围上限为650HBW。

布氏硬度优缺点

优点:

1:具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大因而能测出试样较大范围的性能。

2:与抗拉强度极限存在近似的换算关系所以通过测量布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。

3:测量结果较为准确数据稳定重现性好。

缺点

缺点是对材料表面破坏性大不适合测量成品。测试过程比洛氏硬度测试复杂,里氏硬度计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。

布氏硬度应用领域:

1:在钢管标准中布氏硬度用途最广往往以压痕直径d来表示该材料的硬度既直观又方便。

2:因为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故在组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试中常使用布氏硬度。

3:布氏硬度测量时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故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。

4:布氏硬度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。

上一篇:洛氏硬度计的维护与保养

下一篇:水质纯化方法简介